Existem duas ligações químicas diferentes presentes na água. As ligações covalentes entre o oxigênio e os átomos de hidrogênio resultam de um compartilhamento dos elétrons. É isso que mantém as próprias moléculas de água juntas. A ligação de hidrogênio é a ligação química entre as moléculas de água que mantém a massa de moléculas juntas. Uma gota de água que cai é um grupo de moléculas de água unidas pelas ligações de hidrogênio entre as moléculas.

Ligação de hidrogênio na água líquida

As ligações de hidrogênio são relativamente fracas, mas como existem tantas deles presentes na água, eles determinam suas propriedades químicas em grande escala. Essas ligações são principalmente a atração elétrica entre átomos de hidrogênio carregados positivamente e átomos de oxigênio carregados negativamente. Em água líquida, as moléculas de água têm energia suficiente para mantê-las vibrando e se movendo continuamente. As ligações de hidrogênio estão constantemente se formando e quebrando, apenas para se formar novamente. Se uma panela de água em um fogão é aquecida, as moléculas de água se movem mais rapidamente à medida que absorvem mais energia térmica. Quanto mais quente o líquido, mais as moléculas se movem. Quando as moléculas absorvem energia suficiente, aquelas na superfície se libertam na fase gasosa do vapor. Não há ligação de hidrogênio no vapor de água. As moléculas energizadas estão flutuando independentemente, mas conforme elas se resfriam, elas perdem energia. Ao condensar, as moléculas de água são atraídas umas pelas outras, e as ligações de hidrogênio mais uma vez se formam na fase líquida.

Ligação de hidrogênio no gelo

O gelo é uma estrutura bem definida, ao contrário da água a fase líquida. Cada molécula é cercada por quatro moléculas de água, que formam ligações de hidrogênio. Como as moléculas de água polar formam cristais de gelo, elas devem se orientar em uma matriz como uma tridimensional. Há menos energia e, portanto, menos liberdade para vibrar ou se movimentar. Uma vez que eles se organizam para que suas cargas atrativas e repulsivas sejam equilibradas, as ligações de hidrogênio se estabelecem dessa maneira até que o gelo absorva o calor e derreta. As moléculas de água no gelo não são embaladas tão juntas quanto em água líquida. Uma vez que eles são menos densos nesta fase sólida, o gelo flutua na água.

Água Como Solvente

Nas moléculas de água, o átomo de oxigênio atrai os elétrons carregados negativamente mais fortemente do que o hidrogênio. Isso dá à água uma distribuição assimétrica de carga, de modo que é uma molécula polar. As moléculas de água têm finalidades carregadas positiva e negativamente. Essa polaridade permite que a água dissolva muitas substâncias que também possuem polaridade ou distribuição desigual de carga. Quando um composto iônico ou polar é exposto à água, as moléculas de água o cercam. Como as moléculas de água são pequenas, muitas delas podem envolver uma molécula do soluto e formar pontes de hidrogênio. Por causa da atração, as moléculas de água podem separar as moléculas de soluto para que o soluto se dissolva na água. A água é o “solvente universal” porque dissolve mais substâncias do que qualquer outro líquido. Esta é uma propriedade biológica muito importante.

Propriedades físicas da água

A rede de ligações de hidrogênio da água dá-lhe uma forte coesão e tensão superficial. Isto é evidente se a água cair no papel de cera. As gotículas de água formarão contas, uma vez que a cera não é solúvel. Essa atração criada pela ligação de hidrogênio mantém a água em uma fase líquida em uma ampla faixa de temperaturas. A energia necessária para quebrar as ligações de hidrogênio faz com que a água tenha um alto calor de vaporização, de modo que é necessária uma grande quantidade de energia para converter a água líquida em sua fase gasosa, o vapor de água. Por causa disso, a evaporação do suor - que é usada como um sistema de resfriamento por muitos mamíferos - é eficaz porque uma grande quantidade de calor deve ser liberada do corpo de um animal para quebrar as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água. h2> Ligação de hidrogênio na Biosystems

A água é uma molécula versátil. Ele pode ligar-se a si mesmo e a qualquer outra molécula que tenha radicais OH ou NH2 ligados a eles. Isso é importante em muitas reações bioquímicas. Suas propriedades tornaram condições favoráveis ​​para a vida neste planeta. Uma grande quantidade de calor é necessária para elevar a temperatura da água em um grau. Isso permite que os oceanos armazenem enormes quantidades de calor e moderem o clima da Terra. A água se expande quando congela, o que facilitou o desgaste e a erosão em estruturas geológicas. O fato de o gelo ser menos denso que a água líquida permite que o gelo flutue nas lagoas. O nível superior da água pode congelar e proteger muitas formas de vida, que podem sobreviver ao inverno mais profundo na água.