No siento que el modelado del agua sea complicado. Por lo tanto, realmente no puedo responder la pregunta. Tal vez tu pregunta es demasiado complicada para mí. En cualquier caso, la estructura del agua es realmente fácil:
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La fórmula del agua es bastante simple. Solo hay dos tipos de átomos involucrados: oxígeno e hidrógeno. Las moléculas de agua consisten en dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
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El átomo de oxígeno tiene cuatro posiciones disponibles para que los dos átomos de hidrógeno se acoplen. Estas posiciones no están alineadas, pero lo más lejos posible entre sí. Si pusiste un palo en cada una de estas posiciones en tu imaginación, habrías creado un tetraeder perfecto (pirámide con cuatro esquinas y cuatro lados de triángulos iguales). En dos de estas posiciones de unión que los átomos de hidrógeno pueden atracar, quedan las otras dos:
El ángulo entre los dos ejes de hidrógeno-oxígeno es de 104,5 °. En un modelo de relleno de espacio, esto se ve de alguna manera diferente, pero es lo mismo.
En gas (aire húmedo) esa es la molécula de agua gaseosa. Es una molécula única que consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Por su bajo peso es volátil. Aunque, conoces mejor el agua como un líquido. Cuando la temperatura está entre 0 ° C y 100 ° C, la mayoría de las moléculas de agua no se comportan como moléculas de gas. Las posiciones de unión del oxígeno en la molécula de agua llevan una carga negativa, los átomos de hidrógeno unidos tienen una carga positiva. En general, la molécula no tiene carga. Pero los cambios no se distribuyen uniformemente:
La carga negativa de una molécula de agua (en el oxígeno) es atraída por la carga positiva de otra molécula de agua (en un hidrógeno). Las cargas opuestas se relacionan estrechamente, se denominan “enlaces de hidrógeno”. Por lo tanto, existe un grupo más grande y se reduce la volatilidad de la molécula de agua única. Eso lo hace un líquido:
Estos grupos no están fuertemente fijados, pero hay una gran flexibilidad y fluctuación entre las moléculas de agua participantes, aunque no hay ninguno sin un compañero en un momento dado en el agua líquida.
Cuando enfría el agua por debajo de Feeze, los enlaces de hidrógeno se fijan entre las moléculas asociadas:
Cuando se trata de construir una molécula de agua, no veo más dificultad en su construcción que con cualquier otra molécula. De hecho, muchas moléculas consisten en más de tres átomos y pueden ser más difíciles de construir.
