¿Cuál es la ciencia detrás del agua y el imán?

Si está preguntando por qué el imán repele ligeramente el agua, la respuesta está en los electrones.

Todo el mundo sabe que las moléculas de agua están compuestas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Ahora, el oxígeno es el octavo en la tabla periódica, lo que significa que tiene ocho protones y, para ser eléctricamente neutro, ocho electrones. Esos electrones están dispuestos en dos capas: dos electrones (el máximo) en una capa S y seis electrones en una capa P. Ahora, la capa P puede contener hasta ocho electrones (denominados electrones de valencia, cuando se encuentra en la capa P más externa), y cuando faltan, los átomos tenderán a reaccionar entre sí para llenar las ranuras vacías. Ahora, el hidrógeno, siendo el primero en la tabla periódica, tiene un protón y un electrón, ese electrón lo hace muy reactivo, porque puede llenar las ranuras de valencia de otros átomos (y al mismo tiempo, llenar la suya propia), lo cual es algo diferente, y solo necesita dos electrones para estar lleno). Entonces, dos átomos de hidrógeno se unirán a un átomo de oxígeno, llenando las capas de valencia de los tres átomos.

Sin embargo, aquí está la cosa: el oxígeno aún tiene mucha más potencia que los hidrógenos a los que está unido: cuatro electrones adicionales que no están involucrados en los enlaces. Esos cuatro electrones repelen los átomos de hidrógeno unidos (y ellos mismos), por lo que la molécula de agua termina luciendo así:

Donde esa área roja es una concentración de carga negativa de los electrones libres del Oxígeno, y las áreas azules están cargadas positivamente porque los electrones de los átomos de hidrógeno están unidos al Oxígeno. Esto hace que el agua sea una molécula polar: hay una diferencia neta en las cargas de un lado en comparación con el otro. Esto también significa que es un dipolo eléctrico permanente. Y los dipolos eléctricos pueden verse afectados por los campos magnéticos.

(Nota: intenté simplificar esto tanto como pude para un lector casual, y probablemente cometí algunos errores al hacerlo. Tampoco soy químico, así que cualquiera que detecte un error, no dude en sugerir una edición).