ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA

ARMANDO SILVA PACHECO
Mind Map by ARMANDO SILVA PACHECO, updated more than 1 year ago More Less
REJ
Created by REJ over 5 years ago
ARMANDO SILVA PACHECO
Copied by ARMANDO SILVA PACHECO over 5 years ago
312
1

Description

MODULO IV SUBMODULO 1 AGUAS: PACHECO AGUAS Mind Map on ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA, created by ARMANDO SILVA PACHECO on 06/14/2015.

Resource summary

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA
1 Disolución de Compuestos
1.1 La polaridad de la molécula de H2O le permite tener interacciones de tipo electrostático con muchas otras especies químicas que tengan algún grado de polaridad; o bien, con cargas eléctricas netas en sus átomos.
1.1.1 En conjunto, estas interacciones posibilitan el hecho de que muchos compuestos puedan mantenerse en difusión libre en una solución acuosa.
1.1.2 Por otro lado, cuando una molécula polar se encuentra en solución acuosa, las diferentes zonas parcialmente cargadas de ésta interactúan con moléculas de agua orientadas de forma adecuada para neutralizar las cargas parciales.
1.1.3 La capacidad del H2O para interactuar fuertemente con los aniones y cationes hace posible que muchos compuestos iónicos puedan disolverse en el agua. En la disolución, los aniones quedan rodeados por moléculas de agua con los átomos de hidrógeno proyectados hacia la carga negativa, mientras que los cationes se rodean de los oxígenos del agua.
2 Los Puentes de Hidrógeno
2.1 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA: Considera que el átomo de oxígeno se encuentra en lo que se conoce como una hibridación tipo sp2. De esa manera, dos de los orbitales sp2 participan en los enlaces con los átomos de hidrógeno, mientras que, de los dos pares libres de electrones, uno está asociado al tercer orbital sp2del oxígeno, y el par remanente se encuentra asociado al orbital tipo p no hibridizado del oxígeno.
2.2 En un puente de hidrógeno, dos átomos con cargas parciales negativas interactúan, atrayéndose de manera indirecta a través de un átomo de hidrógeno de carga parcial positiva que funciona como puente, y encuentra unido covalentemente a un átomo electronegativo.
2.2.1 En un dímero de moléculas unidas que conforman H2O se aprecia que el átomo de hidrógeno de una de las moléculas es atraído por el oxígeno de la otra molécula de agua, sirviendo así como un intermediario o puente para la interacción entre los dos oxígenos.
2.2.2 La rápida ruptura y formación de interacciones agua-agua hace que exista una incesante fluctuación de la estructura interna del líquido. Junto con la polaridad, esta dinámica hace que el agua sea un excelente fluido para la realización de una gran diversidad de procesos químicos; en particular, para aquellos que requieren la separación y la difusión de especies químicas con cargas eléctricas netas o parciales.
2.2.2.1 Muchos de estos procesos químicos tienen que ver con procesos biológicos como la fotosíntesis, la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP), el movimiento de iones a través de las membranas celulares, entre otros.
2.2.3 La energía asociada a la formación o ruptura de un puente de hidrógeno individual es de unas 5 kilocalorías por mol, lo que hace que a los puentes de hidrógeno se les clasifique como interacciones de tipo débil.
3 Estructura Molecular
3.1 En una molécula de H2O individual se aprecia que los dos átomos de hidrógeno se encuentran unidos a un átomo de oxígeno, ambos del mismo lado y con un ángulo de 104.5 grados entre los enlaces O-H.
3.2 POLARIDAD: Grado de separación de carga eléctrica que existe en la molécula.
3.2.1 Obedece a dos razones: la primera es la geometría misma de la molécula; la segunda razón tiene que ver con la naturaleza de los enlaces oxígeno-hidrógeno. El núcleo del átomo de oxígeno tiene una capacidad significativamente mayor que el núcleo del hidrógeno para atraer los electrones de un enlace O-H hacia su lado de la molécula. Debido a esto, los electrones involucrados tienden a ubicarse más cerca del oxígeno en los dos enlaces oxígeno-hidrógeno.
3.2.2 La distribución de carga es asimétrica, ya que los dos átomos de hidrógeno tienen una carga parcial positiva, en tanto que del lado del átomo de oxígeno se encuentra un volumen de alta densidad electrónica.
3.3 Existe un total de 8 electrones de valencia en el agua; de estos electrones, dos pares corresponden a enlaces oxígeno-hidrógeno, mientras que los otros dos pares no participan en los enlaces y se consideran como pares de electrones "libres" del oxígeno. Al existir cuatro pares de electrones alrededor del núcleo del átomo de oxígeno, éstos se tienden a distribuir en tres dimensiones, manteniendo la mayor distancia posible entre ellos para que las fuerzas de repulsión sean mínimas.
4 Estado Sólido
4.1 Estado en el cual las moléculas prácticamente carecen de movimientos de traslación y rotación, el agua es capaz de agregarse formando puentes de hidrógeno permanentes.
4.1.1 Existen once formas cristalinas o fases sólidas diferentes para el agua. Cada uno de los mencionados once estados de agregación puede formarse en cierto intervalo de presión y de temperatura; sin embargo, sólo la fase hielo Ih representa la forma estable a las condiciones de la atmósfera de la Tierra.
4.1.1.1 Un aspecto constante en todas las fases sólidas del agua es que cada átomo de oxígeno establece dos enlaces de hidrógeno como "donador" y que, simultáneamente, participa como "aceptor" en otros dos puentes de hidrógeno.
4.1.2 Los puentes de hidrógeno presentes en el hielo Ih hacen que se obtenga un empaquetamiento atómico de muy baja densidad (0.917 gramos por centímetro cúbico). Tan baja densidad se debe a que los oxígenos pueden interactuar a una distancia relativamente grande (gracias al hidrógeno que funciona como mediador). Este empaquetamiento de átomos implica que para la misma cantidad de masa, el hielo ocupa aproximadamente 9 por ciento más de espacio que el agua líquida.
5 Tensión Superficial
5.1 El área superficial de un cuerpo de agua tiende a reducirse al mínimo, para reducir el desbalance de fuerzas en la interfaz líquido-gas, lo cual minimiza el número de moléculas con interacciones "faltantes".
5.2 Los puentes de hidrógeno le dan una tensión superficial significativamente mayor que la mayoría de las sustancias, la cual, a 25°C es de 72 milinewtons por metro.
5.3 Permite a algunos insectos caminar por la superficie de los lagos, hace posible que las corrientes de aire sean capaces de inducir un movimiento en la superficie de los cuerpos de agua. Este movimiento redunda en la formación de olas, las cuales son esenciales para la difusión de oxígeno en los mares y océanos.
6 Propiedades Térmicas
6.1 CAPACIDAD CALORÍFICA: Es la cantidad de energía en forma de calor que se requiere para elevar en un grado centígrado la temperatura de una sustancia.
6.1.1 El agua resulta ser uno de los líquidos con mayor capacidad calorífica que se conocen: se requiere una caloría por cada grado centígrado que se eleva la temperatura de un gramo de agua. Esto se debe a que las interacciones H2O-H2O por puentes de hidrógeno son significativamente más fuertes que las presentes en la mayoría de los líquidos.
6.1.1.1 Gracias a ello, cuando un cuerpo de agua absorbe calor, una buena parte de esta energía no se manifiesta directamente en los movimientos de las moléculas, sino en la deformación y la ruptura de los enlaces de hidrógeno. Esto la hace un excelente fluido para remover energía térmica de cuerpos muy calientes.
7 Hidratación de Proteínas
7.1 Gracias a su capacidad de formar enlaces de hidrógeno, el agua puede estabilizar la estructura proteica mediante interacciones con los aminoácidos polares y iónicos con los que tiene contacto en la superficie de la proteína.
7.1.1 Es tal la influencia del agua, que se ha demostrado que las enzimas pierden totalmente su funcionalidad cuando no existe una cantidad suficiente de agua en el medio.
7.2 También es frecuente que una o más moléculas de agua funcionen como elementos de conexión entre regiones diferentes de la proteína. Las moléculas de agua logran esa acción al formar puentes de hidrógeno simultáneos en dos puntos diferentes de la estructura; con esto, prácticamente se puede considerar que el HO se integra a la estructura de la macromolécula.
8 INTEGRANTES: Abraham Marat Molina Anteliz. / Tania Karina Hernàndez Palacios. / Ramos Escalante Jonathan.
Show full summary Hide full summary

Similar

NMX-AA-038-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA
Ketzalli Castañeda
GEOGRAFÍA FÍSICA DE EUROPA
Nuria Maroto
Ingenieria Sanitaria
Noren Herrera
Problemas Ambientales Cali
Alejandra Rebellón
NOM127SSA11994, "SALUD AMBIENTAL, AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO,LIMITES PERMISIBLES DE CALIDAD ÉTC.
Karina Estefanía R.L
Aguas subterráneas
Marianna Germano Mastrascusa
GEOGRAFÍA FÍSICA DE EUROPA
Nuria Maroto
AGUAS 5° ALQ CALIFICACIONES PRIMER PARCIAL
ARMANDO SILVA PACHECO
Hidrósfera
chrischocano
HIDROGEOLOGÍA APLICADA CON ASPECTOS AMBIENTALES
marcela peña