En una molécula de agua, ¿por qué el átomo de oxígeno es más negativo que los átomos de hidrógeno?

Es debido a la alta electronegatividad del átomo de oxígeno.

Cuando vi esta pregunta, no parecía que supieras sobre la electronegatividad, así que déjame explicarte.

La electronegatividad es la tendencia de un átomo (o grupo funcional … nos centraremos en los átomos en este momento) para adquirir electrones. El oxígeno realmente, realmente, REALMENTE quiere dos electrones más, para que pueda llenar su capa de valencia (las conchas de valencia completa hacen que los átomos sean muy estables).

En H2O, los átomos de hidrógeno también son algo electronegativos, pero tienen una electronegatividad más baja que la que tiene el oxígeno. Esto hace que los átomos de hidrógeno donen sus electrones, pero también compartan los electrones del átomo de oxígeno, debido a su electronegatividad.

Hay una carga negativa en el átomo de oxígeno y cargas positivas en los átomos de hidrógeno, porque el átomo de oxígeno es más electronegativo. Los electrones tienden a estar alrededor del oxígeno más que alrededor del hidrógeno. Esto causa la carga negativa parcial en el oxígeno y la carga positiva parcial en el hidrógeno.

Como nota interesante, esta polaridad del agua (la polaridad es cuando una molécula tiene cargas positivas y negativas parciales, como el agua) es lo que la convierte en un disolvente para muchas sustancias.

De hecho, como otros escribieron, el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno. Solo me gustaría agregar que (1) la diferencia en la electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno es suficiente para crear una carga parcial y (2) los electrones son dinámicos en el sentido de que se están moviendo, por lo que podría pensarse que el par de electrones del cual se une el enlace Consiste en pasar más tiempo alrededor del oxígeno que en el hidrógeno.

La electronegatividad del átomo de oxígeno es mayor que el átomo de hidrógeno, por lo que atrae a los electrones del enlace más que el átomo de hidrógeno, y luego aparece la negatice parcial y el positivo parcial.

  • La molécula de agua, en su totalidad, tiene 10 protones y 10 electrones, por lo que es neutral.
  • En una molécula de agua, el átomo de oxígeno y los átomos de hidrógeno comparten electrones en enlaces covalentes, pero la distribución no es igual.
  • En el enlace covalente entre el oxígeno y el hidrógeno, el átomo de oxígeno atrae a los electrones un poco más fuertemente que los átomos de hidrógeno.
  • El intercambio desigual de electrones da a la molécula de agua una ligera carga negativa cerca de su átomo de oxígeno y una ligera carga positiva cerca de sus átomos de hidrógeno.
  • Cuando una molécula neutra tiene un área positiva en un extremo y un área negativa en el otro, es una molécula polar.
  • Las moléculas de agua se atraen entre sí en función de la atracción entre el extremo positivo de una molécula de agua y el extremo negativo de otra.

La electronegatividad es la tendencia de un átomo a atraer los electrones compartidos cuando se encuentra en un enlace covalente con otro átomo. Cuanto mayor es la diferencia de electronegatividad, mayor es la tendencia a atraer electrones.
Valores de electronegatividad de la escala de Pauling para
Oxigeno- 3.44
Hidrógeno- 2.20
Cuando el hidrógeno y el oxígeno comparten electrones para formar un enlace covalente, podrías imaginar que ambos átomos tienen una participación igual en el par de electrones. Pero el oxígeno tiene un mayor valor de electronegatividad y gana la batalla aquí. Es capaz de tirar de los electrones cerca para obtener una mayor participación de los electrones.
Entonces, los electrones están más cerca del átomo de oxígeno en el agua que el átomo de hidrógeno.

El átomo de oxígeno tiene una carga de +2. Solo hay 6 electrones en la banda de la cenefa, le gustaría tener 8 electrones. El átomo de hidrógeno tiene un protón que es +1 y un electrón que es -1, por lo que el hidrógeno está equilibrado y tiene una carga total de cero. Los electrones se unen al átomo de oxígeno en un ángulo de 37 grados. Los electrones del átomo de hidrógeno llenan la banda de oxígeno, por lo que h2o es una molécula estable. En un extremo de esta molécula tienes una carga positiva en comparación con el otro extremo. Esto se debe a que el átomo de hidrógeno tiene sus protones sobresalientes y son positivos en comparación con el otro extremo del átomo de oxígeno. Esto hace como una pequeña batería, y es la razón por la cual cuando el agua se coloca en el hierro, se oxida, es un proceso electrolítico.