chimica-online.it

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 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:

struttura a puntini di lewis

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.

legame covalente nell'acqua

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+).

polarità nel legame covalente dell'acqua

La lunghezza di legame è pari a 0,9584 Å (Angstrom).

molecola dell'acqua

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°.

geometria angolata acqua

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

Molecola dell'acqua vista secondo varie angolazioni.

La molecola dell'acqua possiede un asse di simmetria:

Asse di simmetria della molecola dell'acqua

Asse di simmetria della molecola dell'acqua.

e due piani di simmetria:

Piani di simmetria della molecola dell'acqua

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 nella molecola dell'acqua

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).

polarità dell'acqua

Ti lasciamo infine con alcuni link che ti potrebbero interessare:

proprietà dell'acqua

molecola dell'acqua

calore specifico dell'acqua

proprietà solventi dell'acqua

acqua negli alimenti

monossido di diidrogeno

differenza tra atomo e molecola

Studia con noi