Como uma molécula de água se assemelha a um ímã?

Se você pudesse ver uma molécula de água (H2O) de perto, seria algo como uma cabeça redonda com duas orelhas posicionadas nas posições de 10 e 2 horas. Pense em Mickey Mouse. As "orelhas" são os dois íons de hidrogênio, enquanto a "cabeça" é o íon de oxigênio. Como os íons de hidrogênio carregam uma carga positiva e o íon de oxigênio, uma carga negativa, esse arranjo dá à molécula uma polaridade líquida, semelhante a um ímã. Esta característica da molécula de água dá à água quatro propriedades que a tornam indispensável para a vida. Tem coesão e um ponto de ebulição comparativamente alto, é menos denso no estado sólido do que no estado líquido e é um solvente excepcionalmente bom.

Atração Magnética

A estrutura da molécula de água é um tetraedro distorcido. Os íons de hidrogênio formam um ângulo de 104,5 graus com a molécula de oxigênio. O resultado é que, embora a molécula seja eletricamente neutra, ela possui pólos, assim como os ímãs. O lado negativo de uma molécula é atraído pelo lado positivo daquelas ao seu redor. Essa atração é conhecida como ligação de hidrogênio e, embora não seja forte o suficiente para quebrar as ligações covalentes, mantendo as moléculas juntas, é forte o suficiente para produzir um comportamento anômalo que distingue a água de outras líquidos.

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Quatro propriedades anômalas

Os cozinheiros confiam na natureza polar da água sempre que usam um forno de micro-ondas. Como as moléculas são como ímãs, elas respondem à radiação de alta frequência vibrando, e a energia dessas vibrações é o que produz o calor para cozinhar os alimentos. Este é um exemplo da importância da polaridade de H2O, mas existem alguns mais importantes.

Coesão: Por causa da atração magnética que as moléculas de água exercem umas sobre as outras, a água líquida tende a "grudar-se". Você pode ver isso quando duas contas de água se aproximam em uma superfície plana e lisa. Quando eles chegam perto o suficiente, eles magicamente se fundem em uma única gota. Essa propriedade, chamada de coesão, dá a tensão superficial da água que os insetos com pés grandes exploram para poder andar na superfície. Ele permite que as raízes sugem água em um fluxo contínuo e garante que a água que flui através de minúsculos capilares, como veias, não se separe.

Ponto de ebulição alto: O ponto de ebulição da água não é alto quando comparado com alguns líquidos, como a glicerina ou o azeite, mas deve ser mais baixo do que está. Compostos formados a partir de elementos do mesmo grupo do oxigênio na tabela periódica, como o hidrogênio selênio (H2Se) e sulfeto de hidrogênio (H2S), têm pontos de ebulição de 40 a 60 graus Celsius abaixo de zero. O alto ponto de ebulição da água se deve inteiramente à energia extra necessária para quebrar as ligações de hidrogênio. Sem a atração magnética que as moléculas de água exercem umas sobre as outras, a água vaporizaria a algo como -60 ° C, e não haveria água líquida nem vida na Terra.

O gelo é menos denso que a água: A coesão extra fornecida pela ligação de hidrogênio comprime a água no estado líquido. Quando a água congela, a atração / repulsão eletrostática cria uma estrutura de treliça que é mais espaçosa. A água é o único composto menos denso no estado sólido, e essa anomalia significa que o gelo flutua. Do contrário, todos os ecossistemas marinhos morreriam sempre que o tempo estivesse frio o suficiente para que a água congelasse.

A água é um solvente universal: Por causa de sua forte ligação de hidrogênio, a água dissolve mais substâncias do que qualquer outro líquido. Isso é importante para os seres vivos que se nutrem dos nutrientes dissolvidos na água. A maioria dos seres vivos também depende de eletrólitos, que são soluções de água contendo solutos iônicos, para a transmissão de sinais bioelétricos.

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