¿Cómo es que algunos insectos pueden caminar
sobre la superficie de un lago,
pero uno se hunde hasta el fondo
cuando trata de caminar sobre agua?
¿Y por qué en invierno los lagos se congelan de arriba hacia abajo?
En una palabra, la respuesta a todas estas preguntas es la polaridad.
El agua es una molécula sencilla
compuesta de un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno;
sin embargo, es esencial para la vida.
De hecho, el agua conforma aproximadamente el 60 %
del peso de un ser humano adulto.
La polaridad entre las moléculas de agua
le da a esta sustancia común las propiedades
que la hacen única y que mantiene a la vida.
La polaridad se refiere a la distribución inequitativa
de electrones dentro de una misma molécula.
Para el agua, la unión entre el átomo de oxígeno
y los dos átomos de hidrógeno en una misma molécula de agua
es un tira y afloja entre un jugador de fútbol americano grande y fuerte
y un lindo pequeñín.
El oxígeno es un átomo más grande
con más protones en su núcleo que el hidrógeno.
Estas cargas positivas son como la fuerza física de una persona.
Son capaces de atraer
a los electrones cargados negativamente en el enlace.
Así como alguien fuerte puede derrotar
al más débil en un tira y afloja.
Así que el oxígeno puede atraer
más electrones de los que le corresponden.
Como el hidrógeno es más pequeño y tiene menos fuerza,
o menos protones,
pierde el tira y afloja
y atrae menos electrones de lo que le corresponde.
Así que el oxígeno en el agua se comporta como si fuera negativo,
y los hidrógenos se comportan como si fueran positivos.
Los enlaces dentro de una sola molécula de agua
se llaman uniones covalentes polares.
Covalente significa que los electrones se comparten.
Pero, como acabamos de aprender,
polar significa que estos electrones no se comparten equitativamente.
En el agua, el oxígeno actúa como negativo
y los hidrógenos actúan como positivos.
Ya que lo negativo y lo positivo se atraen,
el oxígeno es atraído por los átomos de hidrógeno
de las moléculas de agua vecinas.
Un tipo especial de enlace se forma entre las moléculas de agua
y se conoce como un puente de hidrógeno.
Los puentes de hidrógeno no se dan únicamente en agua.
Se pueden formar entre una molécula de agua
y sustancias diferentes que sean polares o iónicas.
La capacidad del agua de adherirse entre sí se llama cohesión,
mientras que la capacidad del agua de adherirse a otras sustancias
se llama adhesión.
Ahora, piensen de nuevo en las preguntas iniciales,
Primero, ¿por qué algunos insectos pueden caminar sobre el agua?
La tensión superficial debida a los puentes de hidrógeno
crean una película fina en la superficie del agua
que da la resistencia suficiente
para que insectos súper livianos puedan caminar sobre ella.
Nosotros no podemos caminar sobre el agua
porque los puentes de hidrógeno no son lo suficientemente fuertes
para sostenernos.
¿Por qué el hielo flota sobre agua líquida?
Para muchas otras sustancias,
el estado sólido es más denso que el estado líquido,
¡pero este no es el caso del agua!
Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas de agua
más alejadas en agua congelada que en agua líquida.
Mientras más alejadas se encuentren las moléculas,
menos denso es el sólido.
Así que el hielo es cerca del 9 % menos denso que el agua,
lo que significa que flota en la superficie.
Es por esto que los lagos se congelan de arriba hacia abajo
y la vida acuática es capaz de sobrevivir
a los fríos inviernos cada año.
Es la polaridad de las moléculas de agua
y los puentes de hidrógeno que se forman
lo que le da al agua sus propiedades únicas.
Así que la razón de que el agua sea tan especial,
desde el interior de tus células,
hasta los océanos del mundo,
es sencillamente porque es una molécula polar.