Biología celular/El agua
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El agua tiene unas características físico-químicas particulares que permiten la vida que conocemos.
Estas características se explican conociendo la estructura molecular del agua.
Fórmula química del agua
[editar]La fórmula química del agua es H2O.
La estructura tridimensional de la molécula de agua es tal que el ángulo formado por los enlaces del oxígeno con los átomos de hidrógenos es como si estos (los hidrógenos) estuvieran dirigidos hacia dos vértices de un tetraedro regular mientras que aquel (el oxígeno) estuviera en el centro del mismo.
Enlaces de hidrógeno y sus consecuencias en las propiedades del agua
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- Observando la imagen esquemática de la molécula de agua, se destaca la densidad de carga negativa que rodea al oxígeno que posee un par de electrones libres.
- Al ser el oxígeno un átomo altamente electronegativo, es capaz de arrastrar la nube de electrones junto a él, logrando así que los átomos de hidrógeno tengan una densidad de carga positiva. Este fenómeno tiene como resultado que la molécula de agua se comporte como una molécula dipolar. Fundamentalmente por esta razón, se forman los puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua.
Los puentes de hidrógeno
[editar]Los enlaces por puentes de hidrógeno tienen varias ventajas en la naturaleza:
- Se evita la rápida evaporación del agua, así los seres vivos y el ecosistema mantienen temperaturas constantes.
- Se pueden disolver sales y formar iones que colaboran con el metabolismo.
- Permite la capilaridad, que es la propiedad física del agua que permite a algunas especies vegetales nutrirse aun en sus extremos más altos.
Propiedades emergentes del agua
[editar]Los puentes de hidrógeno explican fenómenos adicionales que hacen del agua una sustancia única:
- Elevada tensión superficial: el agua forma gotas esféricas y permite que algunos insectos caminen sobre su superficie.
- Alto calor específico: el agua puede absorber grandes cantidades de energía sin variar mucho su temperatura, lo que regula el clima terrestre y la temperatura corporal de los organismos.
- Elevado calor de vaporización: se requiere mucha energía para evaporar agua, lo que hace que la transpiración y la sudoración sean mecanismos eficaces de regulación térmica.
- Densidad anómala: el agua alcanza su máxima densidad a 4 °C. Al congelarse, se expande y el hielo flota, lo que protege la vida acuática en lagos y océanos durante el invierno.
- Solvente universal: gracias a su polaridad, el agua disuelve gran cantidad de sustancias, permitiendo reacciones químicas vitales en las células.
Importancia biológica y ecológica
[editar]- El agua constituye entre el 60 y el 70 % del cuerpo humano y participa en todas las reacciones metabólicas.
- Es el medio donde se originó la vida y sigue siendo indispensable para el transporte de nutrientes y desechos.
- Regula el clima global mediante la circulación oceánica y la evaporación atmosférica.
- Favorece la biodiversidad al crear hábitats acuáticos y humedales que sostienen ecosistemas completos.