La importancia de la estructura del agua para los seres vivos.
El agua es sin duda el elemento de la tierra que ha definido la vida en el planeta. De hecho, lo usamos como indicador de que un nuevo planeta que se descubre podría contener vida. Pero ¿porqué es tan importante el agua para la vida? La capacidad del agua de estar en estado líquido a temperatura ambiente y su capacidad para acumular calor son las razones principales. Ambas características del agua le vienen dadas gracias a su estructura química. De todas las moléculas necesarias para la vida el agua tal vez se encuentre entre las más sencillas de todas. Con tan solo tres moléculas de solo dos elementos se puede formar de forma espontánea uno de los componentes más versátiles de la naturaleza. El agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, H2O.
El oxígeno está unido a cada una de las moléculas de hidrógeno mediante un enlace covalente. El hidrógeno y el oxígeno comparten un par de electrones que se mueven entre la nube que forman ambos átomos. Este es uno de los enlaces más fuertes de la naturaleza y como el oxígeno puede compartir dos electrones se puede enlazar a dos hidrógenos, que pueden compartir solo uno. Sin embargo, los hidrógenos se repelen entre ellos. Por lo que se encontrarán a una distancia entre sí de unos 90 grados respecto al centro que forma el átomo de oxígeno.
A pesar de que la carga neta del agua es cero, por eso es una molécula muy estable, la situación de los hidrógenos a un lado y el oxígeno a otro hace que las moléculas de agua estén polarizadas. Por un lado los hidrógenos tendrán carga positiva y el oxigeno carga negativa. Esto hará que moléculas de diferentes cargas puedan ser disueltas en agua, ya sean de carga positiva, que interaccionarán con el oxígeno, o de carga negativa, que interaccionarán con el hidrógeno. Esto hace que casi cualquier sustancia con cargas pueda ser disuelta en agua. Gracias a sus cargas negativas del oxígeno, los solutos con carga positiva serán atraídos hacia ellos y los de carga negativa hacia el hidrógeno. El ejemplo más claro es la sal NaCl. Donde el Cloro que tiene carga negativa, será atraído por el hidrógeno y el Sodio, con carga positiva, será atraído por el oxígeno disgregando la sal en sus iones. La capacidad de contener todo tipo de solutos ha hecho del agua el principal vehículo de cualquier tipo de molécula y la base de la vida.
Además, para hacer que el agua sea una molécula tan estable contribuyen los enlaces de hidrógeno que se forman entre las diferentes moléculas de agua. Los hidrógenos son capaces de interaccionar con los oxígenos de otras moléculas a fin de estabilizarse unas a otras a falta de solutos a los que atraer. A menor temperatura las moléculas de agua se mueven menos y los puentes de hidrógeno se establecen con más frecuencia. Al final la estructura del agua se vuelve muy ordenada, gracias a un gran número de enlaces de hidrógeno, lo que volverá el agua en un sólido, el hielo. A medida que se calienta, los átomos de agua vuelven a moverse y pierden los enlaces de hidrógeno, volviéndose líquido de nuevo. Es por esto que la mayoría de seres vivos muere cuando se congela el agua en su interior, al perder la capacidad de disolver otros compuestos estos no pueden viajar dentro de la célula y las diferentes estructuras se pierden al cambiar la carga eléctrica del agua, que ya no está interaccionando con ellas porque está interaccionando consigo misma.