TUDO SOBRE A ÁGUA

Introdução


A água é uma molécula pequena com a fórmula molecular H 2 O, consistindo de dois átomos de hidrogênio luz ligado a cada átomo de oxigênio de 16 vezes mais pesado. Cada átomo de hidrogênio tem um núcleo formado por um único próton com carga positiva cercado por uma "nuvem" de um único elétron de carga negativa do átomo de oxigênio e tem um núcleo que consiste de um oito prótons com carga positiva e oito nêutrons sem carga cercada por um ' nuvem "de um oito elétrons com carga negativa. 

Para a formação da molécula, os dez elétrons emparelhar-se em cinco 'orbitais', um par intimamente associado com o átomo de oxigênio, dois pares associado com o átomo de oxigênio como "exterior" e dois pares de elétrons formando cada um dos dois títulos idênticos OH covalente.

Os oito elétrons exteriores são frequentemente apresentados como os pares de pontos em    H2O    que os pares de elétrons entre os átomos O e H representam as ligações OH covalente e os outros dois pares de elétrons representam os chamados "pares solitários. Estes pares de elétrons forma de elétrons "nuvens" que estão espalhados ao redor do núcleo de oxigênio como eles se repelem. Esta é a razão para a estrutura dobrada água.

Os oito cargas positivas no núcleo de oxigênio atrair todos esses elétrons fortemente em relação às acusações única positiva em cada um dos átomos de hidrogênio. Isto deixa os átomos de hidrogênio parcialmente desnudas de elétrons e, portanto, parcialmente carregado positivamente, eo átomo de oxigênio parcialmente carregada negativamente, isto é,     H2O    .

Devido à presença dessas acusações e da natureza dobrados da molécula, o centro de carga positiva (a meio caminho entre os dois átomos de hidrogênio) não coincide com o centro de carga negativa (no átomo de oxigênio). Em água líquida, isto dá um momento de dipolo molecular do centro de carga negativa para o centro de carga positiva, equivalente a uma unidade de carga negativa (isto é, um elétron) separado de uma unidade de carga positiva por 0,061 nm. A presença deste momento de dipolo em todas as moléculas de água faz com que a sua natureza polar.

A água é muito menor do que quase todos os de outras moléculas. Por exemplo, tem um volume menor, e é muito mais leve do que os outros quatro comum moléculas atmosféricas, oxigênio (O 2 ), nitrogênio (N 2 ), argônio (Ar) e dióxido de carbono (CO 2 ). Como resultado, a água líquida e sólida (gelo) têm altas densidades de moléculas. Um litro de água à temperatura ambiente (25 ° C) pesa quase quilo (997 g) e contém cerca de 33 milhões milhões milhões milhões de moléculas.

A molécula é V-shaped. Muitas vezes, é mostrado como    H2O    ou    H2O    , mas é melhor representado como    H2O    ou mesmo    H2O    dando uma idéia mais precisa de sua forma, em vez rotundo e também indicando a carga (superfície mostrando-de-rosa com carga negativa e verde, mostrando superfície de carga positiva).

Em água líquida, a média OH comprimento é aproximadamente 0,097 nm, o ângulo HOH média é de 106 ° ea carga média negativa no átomo de oxigênio é cerca de 70% do que de um elétron com cada átomo de hidrogênio carregados positivamente compartilhamento de neutralizar a acusação. Moléculas de água indivíduo terá diferentes valores para esses parâmetros depende a sua energia e ambiente.

 O cargas opostas sobre os átomos de oxigênio e hidrogênio faz com que as moléculas de água diferentes para atrair uns aos outros. Esta atração é particularmente forte quando a ligação OH de uma molécula de água aponta diretamente a um átomo de oxigênio nas proximidades de outra molécula de água, isto é, quando os três átomos de OH O são em linha reta. Isso é chamado de "pontes de hidrogênio", como os átomos de hidrogênio aparecer para segurar ambos os átomos de O. 

Esta atração entre as moléculas de água vizinhos, juntamente com a alta densidade de moléculas devido ao seu tamanho pequeno, produz um grande efeito de coesão dentro de água líquida que é responsável por natureza líquido água em temperatura ambiente.

Água pesada (D 2 O) tem similar, mas não idênticas, as propriedades de H 2 O. O átomo de deutério (D) é um isótopo estável do hidrogênio que tem um nêutron junto com o próton em seu núcleo, quase dobrando a sua massa atômic

Moléculas de água i são pequenos e em forma de V com fórmula molecular H 2 O um diâmetro e molecular cerca de 2,75 Å. g No estado líquido, apesar de 80% dos elétrons se preocupar com a ligação, os três átomos não ficam juntos, como os átomos de hidrogênio estão em constante troca entre as moléculas de água devido à protonação / desprotonação processos . 

Ambos os ácidos e bases catalisar essa troca e mesmo quando no seu mais lento (pH 7), o tempo médio para os átomos em um H 2 O molécula de ficar juntos é de apenas um milésimo de segundo. Como este breve período, no entanto, muito mais do que as escalas de tempo encontradas durante as investigações sobre água dados de distribuição radial indica, porém, que é um pouco maior (~ 3.2a). 

A molécula não é claramente esférico, no entanto, com cerca de uma variação ± 5% na van der Waals diâmetro dependente do eixo escolhido; aproximadamente tetrahedrally colocado recortes ligeiro sendo aparente o oposto pares (suposto) de elétrons.

Água dimer

Muito esforço tem sido dispendido na estrutura de pequenos grupos isolados de água. Normalmente, na atmosfera há cerca de um dímero de água para cada mil moléculas de água livre. O dímero de água mais energeticamente favorável é mostrado à direita usando ab initio cálculos com o conjunto de base 6-31G **. j 

Também é mostrado a seguir com uma seção através da distribuição da densidade de elétrons (altas densidades em torno de átomos de oxigênio foram omitidos para maior clareza) . Isso mostra o tetrahedrality b da ligação, apesar da falta de visto claramente elétrons par solitário, embora uma pequena quantidade de distorção ao longo da ligação de hidrogênio . 

Moléculas de água cada um possuir um átomo de oxigênio fortemente nucleofílico que permite que muitas das reações da vida, bem como ionizante para produzir hidrogênio reativo e íons hidróxido. Redução da ligação de hidrogênio em altas temperaturas, ou devido a campos eletromagnéticos , resulta em maior reatividade das moléculas de água. 

 fonte : https://www.lsbu.ac.uk/water/index2.html

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