Molécula de agua

Question

El agua es una sustancia caracterizada por propiedades tales como un alto punto de ebullición y su capacidad para actuar como un disolvente universal. Entonces, ¿por qué decimos que "la unidad más pequeña de agua es una molécula de agua"? Las moléculas individuales no pueden poseer tales propiedades. ¿Me estoy perdiendo de algo?

Answer 1

No, no falta nada. De hecho, una molécula no tiene ningún punto de ebullición, ni alta ni baja. De hecho, usted ha tropezado con uno de los agujeros deliberadamente a la izquierda en la década de definiciones. Es algo muy común en los libros de texto de ciencias naturales: en primer lugar, dar a los niños una definición simplificada, por lo que no tienes que leer un montón de requisitos previos antes de comenzar a leer el libro, y luego un poco ya saben lo que es una molécula es, así que ¿por qué molestarse en volver a ella.

Si tuviéramos que inventar una manera más o menos realista de la definición de una molécula en términos simples, sería así: "la unidad más pequeña de la materia, de que la materia que conserva sus propiedades cuando split a estas unidades y, a continuación, permite a establecerse".

De hecho, digamos que tenemos un vaso de agua, y nosotros por arte de magia, que se dividió a las moléculas individuales y, a continuación, paso a un lado. Las moléculas se reunirán de nuevo en el agua líquida; probablemente va a ser por todo el lugar, pero a quién le importa, es el agua líquida a todos el mismo, con igual punto de ebullición y esas cosas.

Ahora, ¿y si por arte de magia dividir una muestra de alguna materia más pequeñas unidades, como los átomos? Bien, tan pronto como le paso a un lado, los reunirá de nuevo a las moléculas, pero no necesariamente las mismas moléculas. Que bien puede ser diferente, por lo que serán las propiedades físicas de la muestra.

Esta definición no es sin sus defectos, pero eso es otra historia.

Answer 2

La palabra "agua" puede ser usado para significar cosas diferentes. En el lenguaje cotidiano solemos utilizar "agua" para referirse a una gran colección de moléculas de agua, que se asocian con fenómenos tales como la ebullición, congelación, la solubilización de sales, etc. Podemos evocar una definición diferente de "agua", es decir, de una sola molécula de agua, con fórmula molecular $\ce{H2O}$. Estos no son la misma cosa. En una manera, que uno es un subconjunto de la otra.

La solvatación de las capacidades y el punto de ebullición del agua son termodinámicas propiedades, generalmente (pero no sólo) definido para macroscópico ("bulk") las cantidades de agua bajo condiciones de equilibrio. El punto de ebullición se define una temperatura a la que se produce una transición entre el líquido y el gas de los estados de una sustancia. El punto de ebullición es una propiedad del conjunto, la colección completa de las moléculas. Es importante destacar que cuando los químicos hablar de propiedades, tales como los puntos de ebullición son bastante estrictos. Estas propiedades dependen de la presión, entre otras cosas. Incluso la geometría del volumen de agua puede influir en el observado experimentalmente el punto de ebullición. Química propiedades termodinámicas pertenece por definición a una colección de moléculas de bajo bien definido de equilibrio (constante) condiciones. Thermodynamicists observó que propiedades como la solubilidad y la fase de transición de las temperaturas alcanzan los valores límite siempre que haya suficientes moléculas, que es, por encima de un límite de tratar con el tamaño importa. De hecho, un límite termodinámico puede ser definido mediante la observación de cómo las propiedades cambian con la cantidad de una sustancia.

No tiene mucho sentido atribuir una mayor parte de la propiedad como un punto de ebullición a una sola molécula de agua, pero se puede decir que una sola molécula de agua tiene intrínseca de las propiedades moleculares que conducen de forma reproducible, cuando la molécula de agregados con otros de su especie, a las propiedades macroscópicas.

En una nota histórica, propiedades como el punto de ebullición se define cuantitativamente como los fundamentos de la termodinámica fueron instaladas y formal de la teoría molecular de la materia comenzó a ser desarrollado, el último que implican, entre otras cosas, la declaración de la hipótesis de Avogadro y, más tarde, los avances en la espectroscopia.

Answer 3

la unidad más pequeña de agua es una molécula de agua

Decir que una molécula es la unidad más pequeña de una sustancia que comparte sus propiedades no es una buena definición, y tiene los mismos problemas como la definición de un átomo como la unidad más pequeña que tiene todas las propiedades de un elemento dado.

Para la definición de un átomo, se puede salvar de que la definición de especificar exactamente cuáles son las propiedades que se conservan. Por ejemplo, la electrónica de transiciones que involucran interior de los electrones será el mismo para aislar un átomo y para diferentes allotropes del elemento (y se puede utilizar para identificar los átomos a partir de su espectro, incluso si son de origen extraterrestre).

Del mismo modo, puede especificar un pequeño conjunto de propiedades que una muestra a granel de un puro molecular de la sustancia que tiene en común con una sola de las moléculas que contiene: Composición, longitudes de enlace y ángulos (con algunas variaciones menores), los espectros (más o menos).

Por supuesto, si el grueso de la muestra se encuentra en la fase de gas, habrá más propiedades que están a la misma, por lo que el agua pura en la fase de gas o de agua en el aire se comparte la mayoría de las propiedades con un único y aislado de la molécula de agua.