¿Puede una molécula de agua participar en enlaces de hidrógeno con sus 4 moléculas vecinas?

Si. Y cuando lo hace, curiosamente, la fuerza de los enlaces de hidrógeno se reduce a cero (o casi cero). Sin embargo, debido a la geometría de las moléculas de agua, no todas las moléculas de agua pueden mantener 4 enlaces de hidrógeno (especialmente a lo largo de una superficie) en un conjunto de moléculas de agua. Aproximadamente una de cada 5 o una de cada 6 de las moléculas de agua en agua líquida (más a lo largo de la superficie) no pueden completar un enlace con las moléculas de agua vecinas. Por lo tanto, la polaridad de todas las moléculas de agua en el líquido nunca se puede neutralizar por completo. Por lo tanto, la forma más débil de agua, el agua líquida, todavía tiene algo de tensión superficial residual.

Lo más importante que hay que entender acerca de los enlaces de hidrógeno que tienen lugar entre las moléculas de agua es que la finalización de un enlace de hidrógeno da como resultado una neutralización de polaridad inversa. Lo que eso significa es que la finalización de un enlace en realidad neutraliza una fracción de la polaridad que es la fuente de la fuerza de los enlaces. En consecuencia, cuanto más interconectadas se vuelven las moléculas de agua con otras moléculas de agua, más débil se vuelve como sustancia. Esto es extraño para nosotros porque para la mayoría de las otras sustancias que más interconectadas se vuelven más fuertes, aparecen como una sustancia.

El agua es extraña

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Puede y lo hace, por ejemplo, en una forma de hielo (estructura de hielo cúbico (hielo Ic)).

El tema que está abordando es realmente muy complicado. Está bajo una investigación bastante extensa. Es sorprendente cómo una molécula tan simple puede tener tantas propiedades interesantes para estudiar. A pesar de ser tan débil en comparación con el enlace químico típico, los enlaces de hidrógeno pueden afectar la forma en que ocurre otro proceso cuando el agua es el reactivo o incluso si es “solo solvente”. Puse las citas aquí porque la solvatación es un proceso muy complejo en sí mismo. En el caso de las soluciones de agua, está lejos de ser una mezcla de varios tipos diferentes de moléculas.

Sí, el agua puede formar tetrámeros, estructuras de cuatro moléculas de agua, apoyadas por enlaces de hidrógeno. En realidad, es posible existir en diferentes tipos de grupos. Se sabe que existen recortadores, pentámeros, hexámeros e incluso estructuras más pesadas.

Los químicos computacionales están haciendo una amplia investigación sobre la conformación y la energía de tales complejos. Este es uno de los muchos artículos que describen la formación de grupos de cuatro moléculas. A la izquierda hay un tetrámero cíclico, y a la derecha hay un modelo de cadena abierta.


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Esas personas aquí incluso llegaron a visualizar la estructura usando STM (microscopio de tunelización de exploración), no solo gráficos por computadora.
http://www.nature.com/nmat/journ