- Em que situação uma molécula de água (
) forma uma ligação de hidrogênio?
como isso afeta suas propriedades?
Passo 1
O enunciado nos pede para identificar em que situação uma molécula de
forma ligações de hidrogênio e como isso afeta suas propriedades. O conteúdo envolve polaridade da molécula e forças intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio.
Passo 2
Para formar uma ligação de hidrogênio, a molécula de
deve apresentar um átomo de hidrogênio conectado a um átomo muito eletronegativo (oxigênio) que cria um dipolo forte. Nesse caso, cada átomo de oxigênio atrai fortemente os elétrons da ligação O–H, gerando carga parcial positiva no hidrogênio
e carga parcial negativa no oxigênio
.
Passo 3
Quando duas ou mais moléculas de água estão próximas em fase líquida (ou mesmo em soluções aquosas), o hidrogênio com
de uma molécula é atraído pelo par de elétrons livres do oxigênio com
de outra. Essa interação não é covalente, mas suficientemente forte para ser considerada ligação de hidrogênio intermolecular.
Passo 4
A formação dessas ligações de hidrogênio em rede faz com que a água tenha:
- Ponto de ebulição e fusão elevados em comparação a moléculas de massa similar.
- Alta tensão superficial e coesão, permitindo fenômenos como capilaridade.
- Elevado calor específico, stabilizando a temperatura de ambientes e organismos.
- Densidade máxima em
e gelo menos denso que o líquido, devido à geometria aberta das ligações no sólido.
Resposta
A molécula de
forma ligações de hidrogênio quando seus átomos de hidrogênio com carga parcial positiva interagem com pares eletrônicos livres de oxigênios de moléculas vizinhas, especialmente em fase líquida ou em soluções aquosas. Isso resulta em ponto de ebulição elevado, alta tensão superficial, grande calor específico e densidade anômala do gelo.