Como é possível que alguns insetos consigam andar na superfície de uma lagoa,
quando nós nos afundamos rapidamente se tentamos andar sobre a água?
Porque é que os lagos congelam de cima para baixo no inverno?
Numa palavra, a resposta a estas perguntas é a polaridade.
A água é uma molécula simples
feita de um átomo de oxigénio e dois átomos de hidrogénio,
mas é essencial à vida.
Com efeito, a água constitui cerca de 60%
do peso do corpo de um ser humano adulto.
A polaridade nas moléculas da água
dá a esta substância vulgar
as propriedades que a tornam única e sustentam a vida.
A polaridade refere-se a uma partilha desigual
de eletrões no interior duma molécula.
Para a água, a ligação entre o átomo de oxigénio
e os dois átomos de hidrogénio numa simples molécula de água
é como um braço-de-ferro entre um futebolista grande e forte
e uma criancinha.
O oxigénio é um átomo maior,
com mais protões no seu núcleo do que o hidrogénio.
Estas cargas positivas são como a força física duma pessoa.
Conseguem atrair os eletrões de carga negativa na ligação,
tal como um indivíduo forte consegue dominar
um indivíduo mais fraco, num braço-de-ferro.
Assim, o oxigénio consegue atrair mais
do que a sua carga justa de eletrões.
Como o hidrogénio é mais pequeno e tem menos força, ou seja, menos protões,
perde o braço-de-ferro
e atrai menos do que a sua carga justa de eletrões.
Assim, o oxigénio da água porta-se como sendo negativo
e os hidrogénios portam-se como se fossem positivos.
As ligações numa simples molécula de água
chamam-se ligações covalentes polares.
"Covalente" significa que os eletrões são partilhados.
Mas, como já aprendemos,
"polar" significa que esses eletrões não são partilhados de igual modo.
Na água, o oxigénio age como negativo
e os hidrogénios agem como positivos.
Como o negativo e o positivo se atraem,
o oxigénio é atraído para os átomos do hidrogénio
nas moléculas de água vizinhas.
Forma-se um tipo especial de ligação entre as moléculas de água,
conhecida por ligação de hidrogénio.
As ligações de hidrogénio também não ocorrem só na água.
Podem formar-se entre uma molécula de água
e diferentes substâncias que são polares ou iónicas.
A capacidade da água de aderir a si mesma chama-se coesão,
enquanto a capacidade da água de aderir a outras substâncias
chama-se adesão.
Pensem de novo nas perguntas iniciais.
Primeiro, porque é que alguns insetos conseguem andar na água?
A tensão superficial devida à ligação do hidrogénio
cria uma delgada película na superfície da água
que lhe dá resistência suficiente
para os insetos muito leves andarem sobre ela.
Nós não conseguimos porque as ligações de hidrogénio não são tão fortes
que aguentem o nosso peso.
Porque é que o gelo flutua na água líquida?
Para a maioria das outras substâncias
o estado sólido é mais denso do que o estado líquido,
mas isso não acontece com a água!
As ligações de hidrogénio mantêm as moléculas de água
mais separadas na água gelada do que na água líquida.
Quanto mais afastadas estão as moléculas,
menos denso é esse sólido.
Assim, o gelo é cerca de 9% menos denso que a água,
o que significa que flutua por cima dela.
É por isso que os lagos gelam de cima para baixo
e a vida aquática consegue sobreviver
durante um inverno frio, todos os anos.
É a polaridade da molécula da água
e a resultante ligação de hidrogénio
que são responsáveis pelas propriedades únicas da água.
Assim, a razão por que a água é tão especial
desde a que há nas nossas células
até aos oceanos mundiais
é simplesmente porque é uma molécula polar.