Esa es una excelente pregunta!
Cada molécula de agua es muy, muy especial. La mayoría de los químicos tienen otros químicos que se comportan casi de la misma manera, pero el agua es verdaderamente única. Hay otras moléculas que adoptan casi la misma forma, pero ninguna que tiene las mismas características polares, y por lo tanto ninguna que tenga la misma capacidad para intercambiar átomos (para convertirse en ácidos y bases por sí sola), para disolver una gran variedad de Otros químicos, cambian densidades, y por lo tanto sustentan la vida.
Veamos una molécula de agua. A menudo lo dibujamos plano, pero eso es incorrecto. También decimos que tiene un “final” positivo y un “final” negativo, pero en realidad es tridimensional. Si toma ambas manos y hace una “L” con el pulgar y el índice, y luego las coloca juntas (con la punta entre el pulgar y el dedo tocando la mano opuesta) tendrá la forma de una molécula de agua. El lugar donde se tocan las manos es el lugar donde se encuentra el átomo de oxígeno. Sus pulgares son las dos órbitas de electrones completas (y no compartidas) en el átomo de oxígeno. Sus dedos son la ubicación de los otros electrones cuando salen, alrededor de un átomo de hidrógeno y regresan. (Hay dos electrones en cada una de esas 4 órbitas, para un total de 8). El último fragmento de hueso en cada dedo indicador es donde está el núcleo del átomo de hidrógeno. De esta forma podemos ver que la molécula es “más grande en un lado” (donde están los dos dedos); este “lado” también contiene dos protones más (carga positiva). El otro lado es más denso y solo contiene electrones. Así que el “final” tiene una carga negativa parcial y el otro una carga positiva parcial. Nuevamente, no es un “fin”, porque son dos órbitas (en nuestro modelo, dos pulgares o dos dedos).
Esa forma y esa carga parcial se convierten en la base de las propiedades especiales. Cuando la energía térmica (movimiento aleatorio de las moléculas) es lo suficientemente baja, estas moléculas se enganchan juntas en anillos (similar al ciclohexano). A temperaturas más bajas, éstas se fusionan y forman un cristal similar a un diamante. Este patrón se llama adamantina (esta es la palabra real que es la fuente de la palabra inventada utilizada para el material ficticio en Wolverine). Debido a que las moléculas se unen con estas cargas polares (en lugar de ser iónicas o covalentes), la energía térmica (movimiento aleatorio) les permitirá moverse y “soltar” una molécula y luego apuntar a la siguiente en su lugar. En un hielo sólido, no hacen eso, permanecen apuntando a la misma molécula más cercana. En un líquido, se golpean, se mueven y se mueven mucho y están constantemente tratando de “aferrarse” a la molécula más cercana, hacerlo por un momento, y luego “aferrarse” a una diferente cercana en su lugar, y luego seguir adelante. Esta es la razón por la que el agua puede fluir tan fácilmente, pero al mismo tiempo se agrupa, muestra una alta tensión superficial, etc.
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Esta es también la razón por la que el agua puede disolver tantas cosas. En lugar de “agarrar” el más cercano + o – final de la molécula de agua más cercana, pueden “sujetar” la + o – carga o carga parcial en un tipo diferente de átomo o molécula. Sal, jabón, etc, se disuelven de esta manera.