Las propiedades térmicas y todas las demás propiedades del agua se deben al enlace de hidrógeno, pero nadie ha explicado qué es eso. Es la atracción del átomo de oxígeno de una molécula de agua al átomo de hidrógeno de una molécula de agua diferente. El agua es como un imán, una molécula polar, porque el átomo de oxígeno es muy grande en comparación con los hidrógenos y atrae los electrones de los átomos de hidrógeno hacia él, dejando un lado con carga negativa y el otro lado positivo. Los enlaces de hidrógeno son la forma más débil de enlace, y los enlaces de hidrógeno se rompen o se forman a medida que el calor sube o baja, resp. El agua puede absorber y retener, o perder, cantidades relativamente grandes de calor sin un cambio de temperatura correspondientemente grande. Eso es bueno para la vida ya que no experimentamos grandes fluctuaciones en la temperatura de nuestro cuerpo a medida que la temperatura del aire sube y baja durante el día. Podemos mantener la homeostasis. Las temperaturas del océano permanecen bastante estables, y ahí es donde evolucionó la vida. A medida que aumenta el calor, los enlaces de hidrógeno se rompen, absorbiendo el calor, antes de que la temperatura del agua del océano suba. A medida que transpiramos, el calor del cuerpo se rompe al romper estos enlaces de hidrógeno, lo que permite que el agua se evapore, por lo que se pierde una gran cantidad de calor. A medida que se forman los enlaces, las moléculas de agua se separan, de modo que el agua congelada es menos densa y flota sobre el agua líquida. El enlace de hidrógeno de las moléculas de agua es tan grande que permite que pequeñas criaturas caminen a través de la superficie del agua, y tan fuerte que golpearlo (una barriga) es muy doloroso. El enlace de hidrógeno lo explica todo. De hecho, las dos mitades de nuestro ADN están unidas por enlaces de hidrógeno, aunque eso no tiene nada que ver con el agua.
¿Por qué el agua, como líquido tan fundamental para la vida, posee las propiedades especiales que posee?
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A nivel molecular, el agua es muy agresiva al unirse con otras moléculas de agua para no ser agresiva. Notamos principalmente el resultado de la agresión de la molécula de agua, su completa falta de agresión y, por lo tanto, desconocemos cuán increíblemente agresiva puede ser, la molécula de H2O, dejar de ser agresiva. Más específicamente, la agresión de la molécula de H2O es el resultado de su polaridad hereditaria y las implicaciones del electroimán de la misma: como el agua, a nivel molecular, busca agresivamente conexiones con otras moléculas de agua, la fuerza y la persistencia de estas fuerzas hacen que se acumule colectivamente (en la forma de agua líquida) para estar más interconectados molecularmente, más enredados, más densos. Y ahí es donde las cosas se ponen extrañas. Debido a que cuanto más se enreda y se vuelve más densa (el agua) (cuanto más enlaces se logran entre las moléculas de H2O), más se neutralizan, se apagan las fuerzas que causaron que se enrede, lo que resulta en una alta fluidez (baja viscosidad) del agua. En cierto sentido, las moléculas de H2O tienen mucha prisa por rodearse de otras moléculas de H2O (por medio de conexiones de enlaces de hidrógeno en las cuatro ubicaciones de su estructura) para que puedan tratar otras moléculas de H2O con (casi) completa indiferencia.
El mecanismo que subyace a este extraño comportamiento pasivo-agresivo de la molécula de agua (esta tendencia individual de buscar agresivamente no ser agresivo colectivamente) podría entenderse mejor con respecto al hecho de que el enlace que se produce entre las moléculas de agua es un enlace de hidrógeno. A diferencia de los enlaces covalentes, el enlace de hidrógeno del agua es el resultado de (una función de) la polaridad de las dos moléculas de H2O que participan en el enlace. Sin embargo, y en completo contraste con un enlace covalente, cuando se logra un enlace de hidrógeno, una fracción de la polaridad se neutraliza, se apaga, en las dos moléculas de H2O que participan en el enlace de hidrógeno. Entonces, irónicamente, el logro de un enlace de hidrógeno (y cada molécula de H2O puede participar en hasta cuatro enlaces, cada uno con una molécula de H2O diferente) es al mismo tiempo el resultado de la polaridad de la molécula de agua y la neutralización (parcial) del mismo.
Esta tendencia a enredarse, a plegarse agresivamente sobre sí misma y, por lo tanto, a neutralizar su polaridad a medida que se enreda, es tan efectiva y tan instantánea (y sucede a una escala tan microscópica) que casi no nos damos cuenta del H2O capacidad subyacente de la molécula para producir algunas fuerzas electromagnéticas bastante significativas (tensión superficial) y resistencia de unión (resistencia a la tracción). (Nota: la oferta de enlace de hidrógeno del agua líquida no ofrece resistencia a la compresión en absoluto.) En definitiva, lo que realmente se reduce a esto es: las moléculas de H2O son tan efectivas para unirse con otras moléculas de H2O y neutralizar la polaridad que las unió, nosotros ( nosotros, los humanos) generalmente desconocemos la posibilidad de que si se puede teorizar (o revelar experimentalmente) un mecanismo que derrotará la tendencia agresiva e insidiosa de la molécula de H2O de plegarse colectivamente sobre sí misma y, por lo tanto, neutralizar su polaridad, entonces estas capacidades estructurales pueden emerge (hay dos: [a.] resistencia de unión [resistencia a la tracción solamente] y [b.] tensión superficial).
En cierto sentido, H2O es como un superhéroe. Sus superpoderes están ocultos para nosotros por su capacidad de mezclarse con una multitud de otras moléculas de H2O despolarizadas y de modales suaves. Su verdadera fuerza solo se revela cuando los eventos lo separan de la multitud. Solo cuando están solos, cuando las moléculas de agua individuales están separadas (o relativamente separadas [esto es importante]) de otras moléculas de agua, emergen los superpoderes del agua.
Fuente: lo que nunca sospechó sobre el agua en la atmósfera
En gran parte debido a los enlaces de hidrógeno.
Son los enlaces de hidrógeno que, por ejemplo, hacen que el hielo sea de menor densidad que el agua líquida.
Esto hace que el hielo flote y causa varias de las otras propiedades notadas inusuales.
El hielo que flota solo tiene enormes implicaciones para que la vida marina pueda formarse y sobrevivir en invierno.
Las propiedades fisicoquímicas únicas del agua son particularmente atribuibles a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno.
Su pregunta inicial parecía tonta. Tu explicación fue buena.
Una respuesta directa sería que no lo sé, pero me siento desafiado a responder.
Como se ha señalado aquí, el agua debido a su estructura atómica, hidrógeno y oxígeno, tiene tremendas propiedades de unión y, me imagino, crea una estructura que permite que se adhieran las otras propiedades vitales para la vida orgánica.
Al hidrógeno se le asigna el estado de la primera partícula y la más abundante en el universo con helio segundo y oxígeno tercero. Extrañamente, el helio no es esencial para la vida en la tierra. Los químicos del ser humano son los siguientes, cortados y pegados.
Oxígeno65% Azufre0.3 Carbono18.5 Sodio0.2 Hidrógeno9.5 Cloro0.2 Nitrógeno3.2 Magnesio0.1 Calcio1.5 Yodo0.1 Fósforo1.0 Hierro0.1 Potasio0.4 Todo lo demás0.1
La vida, tal como la conocemos, es por nuestra definición. Esto incluiría todo lo que se percibe e imagina. La vida es vida porque la llamamos vida y la definimos como tal.
Debido a que nuestra vida es la más obvia y la más fácil de examinar, no descarta la vida compuesta de esos elementos aún desconocidos o ajenos a nuestra propia composición química. En eso, la vida que depende de las propiedades de enlace del hidrógeno y el helio puede ser de mayor abundancia en el universo.
En resumen, creo que me quedé corto, pero aprendí un poco y quizás agregué algo a la conversación.
Se vuelve menos denso cuando se congela. Sin esta propiedad, casi toda el agua existiría como hielo debajo de una delgada película estacional de líquido.
Es el mejor solvente que conocemos.
No estoy seguro de que una pregunta de “por qué” tenga sentido en este contexto. ¿Qué otras propiedades podría tener el agua?
Esas son cualidades muy importantes en la distribución de la temperatura para la vida tal como la conocemos.
El agua es realmente anómala y estoy agradecido.
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