Estructura de la molécula del agua

La molécula de agua esta formada por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxigeno mediante enlaces covalentes polares.

A pesar de que su carga es eléctricamente neutra (su carga total es igual a cero), la molécula de agua es dipolar ya que posee una región electropositiva y una región electronegativa. Esto se debe a que el átomo de oxígeno, al ser más electronegativo que el átomo de hidrógeno, atrae con más fuerza a los electrones compartidos de cada enlace. Por tanto, el enlace O-H está polarizado, apareciendo una densidad de carga negativa en el oxígeno (polo negativo) y una densidad de carga positiva en la bisectriz del ángulo formado por los enlaces de hidrógeno y oxigeno O-H (polo positivo), mostrándose como un dipolo permanente.

La estructura dipolar de la molécula de agua hace que éstas puedan atraerse entre sí, porque el oxígeno de una molécula puede interaccionar con el hidrógeno de otra estableciendo lo que se denomina enlace o puente de hidrógeno, que es una interacción débil pero con mucha energía.

Una molécula de agua puede llegar a formar hasta cuatro puentes de hidrógeno con otras moléculas(sucede frecuentemente en el interior del organismo), por lo que en el agua líquida se forma una extensa red mantenida por estos enlaces, que están continuamente formándose y rompiéndose ya que la duración de estos enlaces es menor a una millonésima de segundo. Pero cuando el agua se congela, estos enlaces se hacen permanentes y el agua adquiere una estructura fija que ocupa un mayor volumen que el agua líquida, y por eso la densidad del hielo es menor que la del agua líquida.