Molecola dell'acqua
Come è fatta la molecola dell'acqua?
La formula chimica dell'acqua è H2O.
Ciò significa che la molecola dell'acqua è costituita da due atomi di idrogeno H e da un atomo di ossigeno O legati chimicamente tra loro.
Ma come è fatta la molecola dell'acqua?
Il legame chimico che unisce l'idrogeno e l'ossigeno è di tipo covalente polare; infatti la differenza di elettronegatività tra i due atomi coinvolti nel legame (H ed O) è di circa 1,4.
Le strutture di Lewis per i principali elementi chimici della tavola periodica possono essere così rappresentate:
Da tale tabella è possibile notare che l'ossigeno ha 6 elettroni di valenza mentre ciascun atomo di idrogeno ne ha uno.
All'atomo di ossigeno servono pertanto due elettroni per raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile successivo (Neon).
A ciascuno dei due atomi di idrogeno serve invece un solo elettrone per raggiungere la configurazione elettronica del gas nobile successivo (Elio).
Pertanto, i due atomi di idrogeno condividono il loro unico elettrone con l'ossigeno che invece mette in condivisione due elettroni.
Grazie a questa condivisione di elettroni ciascun atomo raggiunge la configurazione elettronica del gas nobile successivo e si vengono a formare i due legami covalenti polari sopra citati.
L'ossigeno, avendo una elettronegatività maggiore di quella dell'idrogeno assume inoltre una parziale carica negativa (δ−), mentre l'idrogeno assume una parziale carica positiva (δ+).
La lunghezza di legame è pari a 0,9584 Å (Angstrom).
Geometria della molecola dell'acqua
Secondo la teoria VSEPR e in base ad evidenze sperimentali, possiamo asserire che la molecola dell'acqua ha una geometria angolare inserita in un tetraedro ideale, in cui l'ossigeno si posiziona al centro e gli atomi di idrogeno occupano due vertici del tetraedro.
La repulsione esercitata dalle due coppie di elettroni liberi è elevata e l'angolo formato dal legame H-O-H risulta essere inferiore a quello di un tetraedro perfetto (109,5°) ed è infatti di 104,5°.
Il fatto che nella molecola H2O l'angolo H-O-H sia di circa 105° e non di 90° è dovuto alla ibridizzazione sp3 fra i due legami O-H e le due coppie di elettroni solitarie (lone pairs) dell'atomo O.
Molecola dell'acqua vista secondo varie angolazioni.
La molecola dell'acqua possiede un asse di simmetria:
Asse di simmetria della molecola dell'acqua.
e due piani di simmetria:
Piani di simmetria della molecola dell'acqua.
Il legame a idrogeno nella molecola dell'acqua
Il legame a idrogeno è la forza intermolecolare che tiene unite le molecole di acqua.
Ogni singola molecola di H2O può formare quattro legami a idrogeno con altre quattro molecole di acqua: due con gli H e due con i lone pairs. Tale struttura è particolarmente evidente nel ghiaccio.
Legame a idrogeno nel ghiaccio.
Polarità dell'acqua
La molecola dell'acqua è polare infatti i dipoli associati ad ogni singolo legame covalente polare possono essere rappresentati con dei vettori la cui somma determina il dipolo associato alla molecola (per approfondimenti si veda: polarità delle molecole).
Link correlati:
Quali sono le principali proprietà chimico-fisiche dell'acqua?
Come è fatta la molecola dell'acqua?
Quando una molecola è polare?
Qual è il calore specifico dell'acqua?
Quali sono le proprietà solventi dell'acqua?
Perché la molecola dell'acqua è polare?
Qual è la massa in grammi di una molecola di acqua?
Quanta acqua c'è negli alimenti?
Che cos'è il monossido di diidrogeno?
Qual è la differenza tra atomo e molecola?
Studia con noi