ese extraño elemento tan comùn y poco corriente

ESE EXTRAÑO ELEMENTO TAN COMÙN Y POCO CORRIENTE
El agua es la sustancia mбs extraordinaria. Casi todas sus propiedades parecen
encontrarse al revйs: es un lнquido a temperatura ambiente cuando deberнa ser un
gas; su forma sуlida (hielo) flota en su forma lнquida; lejos de parecerse a un lнquido
normal en el que sus molйculas se mueven con mucha independencia, en el agua
existe un cierto orden colectivo, es decir, las molйculas se "pegan" unas a otras y ello
le confiere valores extremadamente altos en su viscosidad, tensiуn superficial y
calores latentes de evaporaciуn y solidificaciуn. El agua disuelve una gran variedad de
sуlidos, pero no reacciona quнmicamente con ellos; por eso pueden purificarse las
aguas contaminadas, aunque a expensas de mucha energнa.
En realidad poco se pone uno a meditar sobre estas discrepancias entre lo que es y lo
que "deberнa" ser el agua, quizб por lo comъn de esta sustancia. Adentrбndose un
poco en la ciencia del agua, uno descubre que las sutiles interacciones moleculares son
las responsables de tan curioso comportamiento; resulta que es la particular asociaciуn
de dos бtomos de hidrуgeno con uno de oxнgeno lo que se traduce en las
peculiaridades del agua; tal cosa no sucede con la molйcula de бcido sulfhнdrico, dos
бtomos de hidrуgeno y uno de azufre, que, desde el punto de vista quнmico,
podrнamos considerar una molйcula "hermana" de la del agua.
En efecto, el бcido sulfhнdrico es perfectamente "normal" desde todos los mismos
puntos de vista por los que llamamos "anormal" al agua: es gas a temperatura
ambiente, su forma sуlida es mбs densa que su forma lнquida y el lнquido posee muy
poca estructura.
Existen muchas y muy refinadas teorнas para explicar sus propiedades: algunas
pueden hacerlo con muchas de ellas pero ninguna con todas.
Hay dos grandes caminos para investigar la materia: la teorнa microscуpica y la
teorнa macroscуpica, llamada tambiйn fenomenolуgica. La teorнa microscуpica da
alguna explicaciуn sobre el comportamiento de la materia, pero requiere de conceptos
y matemбticas complicadas. La termodinбmica macroscуpica ayuda mucho pero,
aunque muy elegante, no permite realizar cбlculos detallados, asн que para entender
todas las propiedades hay que echar mano de una y de otra.
El estudio de las propiedades fisicoquнmicas es importante porque esclarece muchos
de los misterios sobre el comportamiento de esta nada comъn sustancia. La
investigaciуn sobre la naturaleza molecular ha mostrado que una de las principales
claves, quizбs la mбs importante, es la ligadura de hidrуgeno.
El agua estб formada por tres бtomos, dos de hidrуgeno (el elemento mбs ligero) y
uno de oxнgeno, dispuestos en un бngulo de 105 grados, con el oxнgeno en el vйrtice;
el бngulo no varнa, ya estй la molйcula formando parte de un sуlido, un lнquido o un
gas. La distancia entre el бtomo de oxнgeno y uno de los de hidrуgeno es de 0.96
angstrom (1 angstrom es igual a un cien millonйsimo de centнmetro).
Los бtomos estбn formados por un nъcleo que lleva prбcticamente toda la masa del
бtomo, posee carga elйctrica positiva y estб rodeado por una nube de electrones de
carga negativa. Para asociarse, los бtomos forman o ceden electrones hasta que
adquieren la configuraciуn mбs estable.
En una molйcula de agua el oxнgeno se liga con dos hidrуgenos. El hidrуgeno es el
elemento mбs ligero; se halla formado por una sola partнcula en el centro (un protуn)
y un electrуn que lo rodea, asн que al unirse el oxнgeno a los hidrуgenos pasan dos
cosas: los electrones forman una nube alrededor de los tres nъcleos, uniйndolos, pero
los dos nъcleos de hidrуgeno se repelen. El resultado es que se forma el бngulo
referido de 105 grados con el cual la molйcula completa alcanza la mбxima
estabilidad.
. La fórmula quнmica del agua es H2O, que quiere
decir que dos бtomos de hidrуgeno se ligan a uno de
oxígeno formando un бngulo de 105°, como se
muestra en la figura.