Composizione e caratteristiche della molecola d'Acqua 💧

[0:10]Salve a tutti, scusate per il telefono in mano, ma ho dimenticato il microfono in tenda. Quindi mi arrangio come meglio si può, così almeno l'audio si sente, se no rischiavo di fare un video senza audio. Allora, trovandomi in questo bellissimo posto, vado a fare un video riguardante le proprietà dell'acqua. Iniziamo dicendo che l'acqua è composta da tre atomi, due uguali, idrogeno e uno diverso, ossigeno. Dobbiamo anche dire che l'ossigeno è un atomo fortemente elettronegativo, uno dei più elettronegativi della tavola periodica. Gli idrogeni, invece, hanno un'elettronegatività media, che però è molto bassa a confronto con l'ossigeno. Questa grossa differenza di elettronegatività darà le proprietà che tra poco andremo a spiegare. I tre atomi sono collegati, si dice legati tra di loro tramite legame covalente, in cui vengono messi in condivisione gli elettroni di un atomo e dell'altro. Più precisamente, ne mette in condivisione uno l'idrogeno, perché ne ha solo uno, e uno l'ossigeno. In questo modo entrambi raggiungono l'ottetto, questo perché l'ossigeno fa legame anche con l'altro idrogeno, quindi ne condivide due lui, mentre gli idrogeni una testa. Questi legami covalenti si potrebbe pensare che diano forma alla molecola lineare. Ma in realtà, la molecola prende forma tetraedrica, questo perché l'ossigeno ha altri due doppietti liberi che vanno a creare repulsione ai legami che fa con l'idrogeno. Di conseguenza, i legami si dispongono a circa 104,5° l'uno dall'altro. Abbiamo quindi detto che la molecola ha struttura tetraedrica, in cui gli idrogeni si dispongono ai vertici di questo tetraedro e l'ossigeno, invece, in centro. In questo modo, la molecola non è perfettamente simmetrica e di conseguenza le cariche si distribuiscono in maniera diversa. Questo perché gli elettroni di legame sono un po' più attirati verso l'ossigeno, perché abbiamo detto è più elettronegativo. Si formerà quindi una molecola che viene definita polare, oppure dipolo, perché si formano due poli. Dei poli positivi, una zona positiva vicino agli idrogeni, una zona, invece, negativa dove c'è l'ossigeno. Questo dà effettivamente le proprietà a questa molecola, perché quando si trova vicina ad altre molecole polari, andranno a crearsi delle attrazioni tra le parti negative di una molecola e le parti positive dell'altra. Prendiamo, ad esempio, un'altra molecola d'acqua, perché in un bicchiere d'acqua ci sono tante molecole. Ecco che una molecola d'acqua con l'altra andrà ad attirarsi le zone negative degli ossigeni con le zone positive degli idrogeni dell'altra molecola. Si viene a formare un particolare tipo di attrazione che viene chiamata legame idrogeno. Il legame idrogeno è un'attrazione molto forte, si chiama forza intermolecolare, che è diversa dai legami intramolecolari, e cioè i legami atomici, perché i legami atomici sono molto più forti. I legami, invece, tra le molecole sono un po' più deboli. Però, dobbiamo tener presente che il legame idrogeno è molto forte, è una delle forze intermolecolari più forte. Una delle proprietà che vengono fuori da questa polarità e da questo legame idrogeno, quindi dall'effettuarsi dei legami idrogeno tra una molecola e quella vicina, è appunto l'alto punto di ebollizione dell'acqua, rispetto a molecole del suo stesso peso molecolare. Un'altra proprietà molto importante, che è importantissima anche nella vita di tutti i giorni, è il fatto che l'acqua si comporta molto bene come solvente per sostanze ioniche o polari. Prendiamo ad esempio lo zucchero e il sale che si sciolgono molto bene, ma anche i carboidrati, le proteine e gli acidi nucleici dentro la cellula, perché ricordiamo il citoplasma all'interno della cellula è composto principalmente da acqua. I legami idrogeno è anche alla base della particolare densità che ha il ghiaccio. Perché dico particolare? Perché l'acqua solida, cioè il ghiaccio, ha una densità minore dell'acqua liquida. Questa cosa è molto strana, perché solitamente quando le sostanze diventano solide, le molecole si avvicinano per rimanere, diciamo, più legate e quindi le sostanze solide sono più dense di quelle liquide. Solitamente, o meglio, della stessa sostanza allo stato liquido. Ecco, nell'acqua questa cosa viene stravolta, e cioè il ghiaccio è meno denso dell'acqua liquida. Questo perché nell'acqua liquida i legami idrogeno si formano e si disgregano e quindi, di conseguenza, le molecole si avvicinano e si allontanano in modo molto fluido. Quando, invece, l'acqua solidifica e quindi diventa ghiaccio, le molecole si dispongono molto bene, formando tanti legami idrogeno, che però avranno una distanza ben precisa. Questa distanza viene mantenuta, come ad esempio nei cristalli di ghiaccio. Di conseguenza, le molecole hanno molto più spazio tra l'una e l'altra, formando quello che si chiama reticolo cristallino. Il reticolo cristallino del ghiaccio dispone le molecole a una distanza più alta di quando l'acqua è allo stato liquido. Cosa comporta questo? Nella vita di tutti i giorni comporta che se voi riempite una bottiglia fino all'orlo e la mettete in freezer, se questa bottiglia è di vetro si romperà. Se questa bottiglia di plastica, vedrete semplicemente che si deforma e diventa più ampia, cioè amplia il suo volume. Va bene, con questo finisco il video di oggi. Vi invito ad iscrivervi al canale e di lasciare un like se vi è piaciuto. Io vi saluto e vi do appuntamento alla prossima lezione.