El agua es un compuesto químico, como sabemos, el agua en la naturaleza contiene una variedad de compuestos y sales disueltas, producto de su gran capacidad disolvente, pero en su estado puro, el agua es un compuesto de formula moléculas H20, y es muy importante conocer la geometría de la molécula ya que esta característica está relacionada directamente con sus propiedades físicas y químicas.
Entonces, vamos a darle continuidad a la serie sobre la descripción de las propiedades del agua hablando sobre su geometría molecular.
Experimentalmente se sabe que la molécula de agua tiene una geometría angular, similar a un bumerán, específicamente formando un ángulo de 104,5º.
Para explicar la geometría de la molécula se debe recurrir a la hibridación de los orbitales.
En química, se conoce como hibridación a la interacción de orbitales atómicos dentro de un átomo para formar nuevos orbitales híbridos.
Si observamos la configuración electrónica del átomo de oxígeno notaremos que tiene dos electrones desapareados con los cuales puede formar enlaces del tipo covalente:
Sin embargo, los orbitales p forman entre sí un ángulo de 90º, por lo que si estableciera enlaces con estos dos orbitales, los enlaces de la molécula de agua también formarían un ángulo recto entre ellos, pero como ya hemos mencionado, sabemos que experimentalmente no es así.
Orbitales p. Fuente: wikipedia.com, imagen con licencia CC BY-SA 3.0
Entonces, la explicación consistente de la geometría de la molécula de agua es aportada por la hibridación. Como ya sabemos el agua tiene dos átomos unidos y dos pares de electrones libres, en la que se produce una hibridación sp3, en la que intervienen el orbital 2s y los tres orbitales 2p. En una hibridación sp, la combinación de un orbital s y un orbital p produce dos orbitales híbridos sp que forman un ángulo de 180º entre ellos.
Hibridación de orbitales sp. Fuente: propia.
En la molécula de agua se produce la hibridación del orbital 2s y el 2px a pesar de que estos se encuentran completos, lo que conduce a dos orbitales híbridos sp3 con un par de electrones libres y a otros dos con un electrón desapareado.
Así, el oxígeno forma enlaces covalentes por solapamiento frontal de los dos orbitales híbridos sp3 semillenos con los orbitales 1s del hidrógeno, por lo tanto, los orbitales que contienen a los electrones buscan orientarse a los vértices de un tetraedro , pero estos pares ejercen mayor repulsión sobre los pares enlazantes, lo que produce una leve distorsión del ángulo del tetraedro, siendo así de 104,5º en lugar de los correspondientes 109,5º del ángulo de un tetraedro.
Estructuras del agua. Fuente: propia
Y como al momento de la representación de la geometría de la molécula no se toman en cuenta los pares libres, esta adopta una geometría angular, como una especie de bumerán.
Bueno amigos, hasta aquí esta publicación, espero haber ilustrado las razones por las cuales la molécula de agua adopta esa particular forma en lugar de tener una geometría plana. Comprender esta forma nos ayuda a entender el comportamiento sobre otras propiedades como el punto de ebullición o su densidad por ejemplo.
Referencias
Wikipedia. Hibridación
Quimitube.com, Hibridación
Wikipedia.com. Geometría molecular del agua
Cedrón, Landa y Robles. Geometría molecular
Posted from my blog with SteemPress : https://moronej.000webhostapp.com/2018/09/propiedades-del-agua-geometria-de-la-molecula
¡Felicitaciones!
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Atentamente
El equipo de curación del PROYECTO ENTROPÍA
Muchas gracias equipo de entropía
Información importante de este gran compuesto químico, el agua a parte de ser vital, al estudiar sus propiedades y estructura nos damos cuenta que también desde esa perspectiva tiene mucha importancia y utilidad. Saludos @emiliomoron
(La configuración electrónica siempre me dio problemas jaja)
Saludos amigo @fran.frey, así es y también nos damos cuenta de las particularidades que tiene, que la distinguen de otras sustancias y la hacen tan importante para nosotros.
Me alegro de haber llegado temprano a ver este gran post.
Gracias Breili. Y a mi me alegra que siempre puedas pasar por mi blog a leer, saludos!
Excelente información
Muchas gracias @yusvelasquez
Muy interesante!, el agua sigue escondiendo datos interesantes. Saludos
Así es @aleestra. El agua tiene propiedades muy interesantes que incluso parecen anomalas al compararlas con otras sustancias con la misma estructura. Saludos!
Saludos estimado @emiliomoron la hibridación tema muy complejo, bonita información y el agua, líquido vital siempre ha tenido sus particularidades químicas.
Así es @yekamendez, espero tocarlo con más detalle en otra publicación por lo denso que resulta, y si, el agua esta llena de particularidades, gracias por tu comentario. Saludos