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Mapa Mental: Estructura del Agua

Contenido del mapa

Estructura del agua — Molécula H2O angular y polar que forma puentes de hidrógeno.
- Estructura de Lewis — 8 electrones de valencia alrededor del oxígeno.
  - Dos enlaces O-H — Enlaces covalentes simples con longitud de 0.96 Å.
  - Dos pares libres — Dos pares no compartidos sobre el oxígeno.
- Geometría angular — Forma en V por repulsión de pares electrónicos.
  - Hibridación sp3 — 4 pares electrónicos con disposición tetraédrica.
  - Ángulo 104.5° — Menor a 109.5° porque los pares libres repelen más.
  - Forma en V — Solo 2 pares son enlazantes, la molécula se dobla.
- Polaridad molecular — Distribución asimétrica de la carga eléctrica.
  - Enlace O-H polar — Diferencia de electronegatividad de 1.24, O delta- y H delta+.
  - Dipolo neto 1.85 D — Los dipolos no se cancelan por la geometría angular.
- Puentes de hidrógeno — Interacción intermolecular O-H···O entre moléculas.
  - Hasta 4 puentes — 2 como donadora por sus H y 2 como aceptora por sus pares libres.
  - Energía 20 kJ/mol — Más débil que un covalente pero más fuerte que van der Waals.
- Propiedades resultantes — Comportamiento anómalo explicado por la estructura.
  - Ebullición a 100°C — Se necesita mucha energía para romper la red de puentes.
  - Hielo menos denso — En sólido forma red hexagonal abierta y rígida.
  - Gran disolvente — Su polaridad rodea y separa iones y moléculas polares.

El agua (H2O) es una molécula covalente pequeña pero con una estructura muy particular que explica casi todas sus propiedades. Su átomo central de oxígeno forma dos enlaces simples O-H y conserva dos pares de electrones no compartidos, lo que le da una disposición electrónica tetraédrica.

Según la teoría RPECV, como solo dos pares son enlazantes, la geometría molecular es angular o en forma de V, con hibridación sp3 y un ángulo H-O-H de 104.5°, menor al ideal de 109.5° por la fuerte repulsión de los pares libres. Además, el oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno, por lo que el enlace O-H es polar y, al no cancelarse por la geometría angular, la molécula tiene un dipolo neto de 1.85 D.

Esta polaridad y la presencia de pares libres permiten que cada molécula forme hasta 4 puentes de hidrógeno (O-H···O), una interacción intermolecular de unos 20 kJ/mol. Esta red explica su alto punto de ebullición, alta tensión superficial, alto calor específico, que el hielo sea menos denso que el líquido y su gran poder como disolvente de sustancias iónicas y polares.