¿Puede el agua ser pegajosa?
Hay muchas formas de describir el agua. Puede ser fresco y refrescante en una piscina o cálido y reconfortante en una bañera. El agua apaga la sed y da vida. Un solvente universal, puede lavar la suciedad de la vida.
Pero, ¿usaría alguna vez la palabra «pegajoso» para describir el agua? Probablemente no. En todo caso, el agua es útil para eliminar la pegajosidad.
Sin embargo, si examina de cerca el agua en su forma más pequeña de átomos y moléculas, encontrará que es «pegajosa» en cierto sentido. No pegajoso como las manos de un niño después de comer una piruleta, sino pegajoso de forma cohesiva. En esta lección, examinaremos la cohesión en el agua y veremos más de cerca las propiedades del agua que hacen que sus moléculas se atraigan entre sí.
¿Qué es la cohesión en el agua?
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La cohesión en el agua tiene que ver con las propiedades de las moléculas de agua que hacen que se «peguen». Para comprender mejor la cohesión del agua, debemos acercarnos a una cucharadita de agua. En esta cucharadita, hay más de cien gotas de agua. Y en cada gota individual, podemos encontrar millones de moléculas de agua. Pero, ¿qué constituye exactamente una molécula de agua?
Una molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Como ya sabrá, su fórmula molecular es H2O. Los átomos de oxígeno e hidrógeno se mantienen unidos por enlaces. Pero una vez más, para comprender completamente la cohesión del agua, debemos acercarnos aún más a una molécula de agua para examinar sus componentes más pequeños, los átomos.
Descripción general de un átomo
Un átomo es el bloque de construcción más pequeño de la materia. Los átomos son tan pequeños que no se pueden ver a simple vista. Sin embargo, componen cada cosa en el universo. Los átomos se combinan para formar moléculas y las moléculas se combinan para formar los elementos que forman la materia. Puedes pensar en un átomo como la pieza de Lego más pequeña de un conjunto. Si unes varios Legos juntos, formarás una subunidad de una estructura más grande. Estas subunidades representan moléculas de materia.
Los átomos están compuestos por tres partículas más pequeñas llamadas protones, electrones y neutrones. Los protones tienen carga positiva, los electrones tienen carga negativa y los neutrones son neutros. Los neutrones y protones se encuentran en el centro o núcleo del átomo. Los electrones se encuentran orbitando alrededor del núcleo con tanta rapidez que se mueven casi a la velocidad de la luz.
Son los electrones los que están involucrados en la unión o unión de átomos para formar moléculas. Los electrones se encuentran en diferentes niveles de órbita, dependiendo de cuántos electrones estén presentes en ese átomo. A veces, los átomos se unen compartiendo los electrones en sus niveles externos. Estos se denominan enlaces covalentes .
Átomos en una molécula de agua
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¿Se pregunta cómo se relaciona esto con la cohesión del agua? Veamos nuevamente una molécula de agua. Un átomo de oxígeno está unido a dos átomos de hidrógeno. Como mencionamos antes, los átomos se mantienen unidos por un enlace. Este enlace covalente se crea cuando el átomo de oxígeno comparte sus electrones externos con los electrones de los dos átomos de hidrógeno.
Aunque el átomo de oxígeno comparte electrones con los dos átomos de hidrógeno, los electrones tienden a ser más atraídos por el átomo de oxígeno. Esto se debe a que el oxígeno es más electromagnético que el hidrógeno, lo que significa que tiene una atracción más fuerte por los electrones. Esto crea un desequilibrio de carga dentro de la molécula. Si estuvieras en un bote y todo el mundo se moviera hacia un lado, el equilibrio de todo el bote se perdería. Asimismo, la carga de una molécula de agua se desequilibra a medida que los electrones se inclinan hacia el oxígeno. El lado de la molécula con el átomo de oxígeno es más negativo y el lado con las moléculas de hidrógeno es más positivo.
De acuerdo, esta es la parte en la que finalmente nos relacionamos con las moléculas de agua pegajosas. Imagina todas esas moléculas de agua flotando juntas. Probablemente ya sepa que los opuestos se atraen. Por tanto, una carga negativa atrae una carga positiva. ¿Qué pasará cuando el lado ligeramente negativo de una molécula de agua entre en contacto con el lado ligeramente positivo de otra molécula? ¡Se sentirán atraídos y se ‘pegarán’ juntos! Esta es toda la idea detrás de la cohesión del agua.
Los enlaces formados por esta atracción se denominan enlaces de hidrógeno . Son muy débiles y solo duran una fracción de segundo. Sin embargo, se forma un nuevo enlace con otra molécula inmediatamente después de que se rompe. Y esto aumenta la cohesión del agua.
Ejemplos de cohesión del agua
Una forma de ver la cohesión del agua en funcionamiento es examinar la superficie de un estanque o lago. Es posible que vea pequeñas criaturas llamadas zancudas de agua deslizándose por la superficie del agua. Pueden permanecer en la superficie sin caerse. Esto se debe a que las moléculas de agua en la superficie son cohesivas y crean una condición llamada tensión superficial . Como se mencionó anteriormente, los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las moléculas de agua son débiles, por lo que las criaturas más grandes no podrían mantenerse en el agua por su tensión superficial. Pero debido a que los zancos de agua son pequeños y livianos, la tensión superficial los sostiene.
Otra forma de observar la tensión del agua es hacer un experimento simple con un centavo y un gotero. Con el gotero, coloque con cuidado una gota de agua a la vez en el centavo. A medida que continúe colocando gotas en el centavo, el agua formará un montículo antes de que finalmente se derrame. Esto se debe a la cohesión del agua.
Otro ejemplo clave de la cohesión del agua tiene que ver con el transporte de agua en las plantas. En una planta, hay vasos microscópicos a través de los cuales corre el agua. A medida que el agua se evapora de la hoja de una planta, más agua del tallo se mueve hacia arriba contra la fuerza de la gravedad para reemplazar el agua perdida. Esto se debe a que el agua es cohesiva y cada gota atrae a la siguiente, tirando de ella. De esta forma, las diferentes partes de una planta pueden recibir el agua que necesitan.
Resumen de la lección
La cohesión en el agua es una propiedad del agua que hace que sus moléculas se atraigan entre sí. Una molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno. La molécula tiene una carga desequilibrada, siendo el lado del oxígeno un poco más negativo y el lado del hidrógeno más positivo. Este desequilibrio de cargas hace que los opuestos se atraigan y las moléculas de agua se unan entre sí con enlaces de hidrógeno débiles.
Los resultados del aprendizaje
Cuando termine esta lección, los estudiantes deberían poder:
- Explica la cohesión en el agua.
- Describe una molécula de agua.
- Dar ejemplos de cohesión del agua
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