Para comprender mejor esta aseveración, es adecuado que recordemos algunas ideas preliminares antes de seguir adelante. El universo material en que vivimos está formado por distintas sustancias. Por ejemplo, el monitor que usted mirando en este instante está construido con acero, aluminio, cuarzo y plásticos, entre otros componentes. Supongamos que tenemos en nuestras manos la charcaza de plástico y la partimos en 2 mitades. Si bien su monitor ya ha dejado de ser tal, al menos cada una de las mitades aún está constituida por plástico. A su vez, dividamos cada parte en un nuevo juego de mitades, y continuemos esta secuencia en forma progresiva.
Las porciones serán cada vez más y más pequeñas hasta encontrarnos con el menor fragmento posible de aquel monitor original. Ese porción de materia que aún es plástico (esto es, que conserva las propiedades del plástico) recibe el nombre de molécula.
De forma análoga, la menor porción de arena (técnicamente dióxido de silicio) que todavía conserva las propiedades de la arena será una molécula de dióxido de silicio. O bien, en nuestro caso, la menor porción de agua que conserva las propiedades intrínsecas del agua será una molécula de agua. Para que tomemos real conciencia de las dimensiones de las moléculas, resulta interesante destacar que esta pequeña y mínima unidad de nuestra cotidiana agua pesa la ínfima cantidad de 3 x 10–23 gramos (0,000000000000000000000003 gramos).
De hecho, nuestra sangre es una maravillosa solución de una cantidad inconmensurable de sustancias… en agua. El contenido de nuestras células, desde nuestra vida embrionaria hasta el último de nuestros días terrenos, es una solución aún más compleja que la sangre… también en agua. El hecho de que usted pueda leer estas líneas se debe a que una serie de líquidos transparentes permiten el paso de la luz desde la pantalla hasta sus retinas… y esos líquidos son soluciones en base al agua.
De regreso a la idea inicial del ensayo, recordemos que la citada molécula de agua está formada por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (de ahí el popular H2O). Sin embargo, unas pocas líneas arriba decíamos que la menor porción de materia que conserva sus propiedades es una molécula… ¿significa esto que podemos seguir dividiendo la materia más allá de las moléculas?
La respuesta es magnífica, como todo lo que atañe a lo creado, e indudablemente es «sí». Existen en el universo 92 “unidades” diferentes de la materia llamadas átomos. Estas "unidades" combinadas de distintas formas, dan origen a todas las moléculas (o sea, a todas las sustancias) existentes en el cosmos. Así, por ejemplo, una molécula de azúcar de mesa (sacarosa) está formada por 12 átomos de carbono, 23 átomos de hidrógeno y 12 átomos de oxígeno, adecuadamente unidos entre sí. Es bello y maravilloso saber que la misma cantidad exacta de átomos, distribuidas de otro modo, dan lugar a otros azúcares diferentes. La Creación jamás puede dejar de sorprendernos…
Lo concreto y real es que 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, adecuadamente combinados, dan lugar a una molécula de agua. Estos átomos no son simétricos; de hecho, un átomo de oxígeno es aproximadamente 16 veces más grande y pesado que uno de hidrógeno. Debido a esta diferencia, la forma que la molécula de agua adquiere no es lineal (H–O–H) sino que forma un ángulo como el que observamos en la figura.
Este detalle sutil puede impresionar superfluo; sin embargo, es el que permite la existencia de la vida tal como la conocemos en nuestro planeta.
Relatábamos líneas arriba que se necesitan 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno para dar lugar a una molécula de agua. Hacíamos también referencia a que el átomo de oxígeno, en términos muy simplificados, era cerca de 16 veces más “pesado” que uno de hidrógeno.
La unión entre los átomos se debe a su capacidad para compartir electrones, pequeñas partículas que orbitan en torno al núcleo. Sin embargo, dada esa diferencia entre el “tamaño” y las propiedades de cada átomo, la molécula de agua resulta ser asimétrica, adquiriendo una forma que no es lineal, dando como resultado un ángulo de aproximadamente 105°.
Como comentario adicional, la diferencia entre el átomo de oxígeno y los de hidrógeno no sólo guarda relación con el tamaño. La estructura del átomo de oxígeno hace que el mismo resulte “electronegativo”. Esto significa, en palabras simples, que tiende a atraer hacia sí cualquier carga eléctrica positiva.
Por su lado, la estructura del átomo de hidrógeno le confiere al mismo “electropositividad”, esto es, tendencia a atraer hacia sí cargas eléctricas negativas.
Como la molécula de agua es asimétrica, tendremos en ella un extremo electronegativo (el oxígeno) y uno electropositivo (el “ángulo”, formado por los átomos de hidrógeno). Así, cada pequeña molécula de agua se comporta como un dipolo eléctrico.
Esta singular característica la diferencia enormemente de una multitud de sustancias también abundantes en la naturaleza y de estructura muy semejante (NH3, SH2, CH4, etcétera). Ocurre que, al tratarse de una molécula polar, el extremo electropositivo de una molécula de agua tendrá tendencia a atraer hacia sí... al extremo electronegativo de otra molécula de agua. Esta “afinidad” entre los extremos eléctricos se conoce en Física con el nombre de “puentes de hidrógeno”.
Los puentes de hidrógeno, tomados individualmente, son uniones débiles y de muy corta duración. Sin embargo, se sabe por experiencias científicas que cada molécula de agua es capaz de formar simultáneamente cuatro puentes de hidrógeno con sus vecinas, dando a la masa líquida una enorme cohesión interna.
Este detalle, que parece un mero comentario, es el responsable de la existencia de la vida sobre la Tierra. La presencia de puentes de hidrógeno le brinda al agua una serie de propiedades únicas:
Su punto de ebullición: todos conocemos desde nuestra infancia que, al nivel del mar, el agua hierve a 100°C. La ebullición de un líquido consiste en someterlo a una temperatura tal que sus moléculas dejen de atraerse para “escapar” unas de las otras y pasar al estado gaseoso. En el caso del agua, esa temperatura debe “romper” primero los puentes de hidrógeno, lo cual hace que el punto de ebullición sea más elevado que el de cualquier líquido semejante. Gracias a eso, el agua se mantiene en estado líquido en un importante rango de temperaturas.
Su punto de congelación: en este caso, el descenso de temperatura aplicado a su líquido logra que las moléculas se aproximen tanto entre sí que eviten rechazarse, adquiriéndose el estado sólido. Al igual que en el ejemplo previo, se obtiene un punto de congelación lo suficientemente bajo para mantener el agua en estado líquido en el mayor rango de temperaturas posibles.
Su capacidad como disolvente: toda sustancia polar (como la sal común) o con grupos polares (glúcidos, proteínas y un sinnúmero de moléculas) pueden disolverse en agua, debido a su condición de dipolo. Gracias a ello, existen el océano, los ríos, los lagos, las células de nuestros organismos, la sangre que fluye por nuestros cuerpos, los medios transparentes de los ojos que leen estas líneas...
Su densidad: la estructura molecular del agua permite que alcance su máxima densidad a la temperatura ambiente de 4°C. A diferencia de la casi totalidad de las demás sustancias, el agua en estado sólido (el hielo) es MENOS densa que en el estado líquido. Gracias a este “detalle”, el hielo FLOTA y permite que los ríos, los lagos y el propio océano permanezcan en estado líquido, mientras por encima de ellos existe una capa de hielo flotante (así los organismos permanecen vivos por debajo del hielo y sin congelarse)
El sudor: gracias a su estructura molecular, al dispersar una base acuosa como el sudor sobre nuestra superficie corporal, se produce disipación del calor merced a la capacidad del agua de absorber el mismo sin variar mayormente su temperatura.
Podríamos continuar con muchos párrafos y abarcar varias ediciones más de Fides et Ratio. Sin embargo, acaso el dato más sorprendente de esta maravilla cotidiana que es el agua es su sola y simple existencia, su diseño inteligente y único, su abundancia sobre el planeta poblado de seres vivientes. Existen dos modos de conocer a Dios: su Revelación a través de Nuestro Señor Jesucristo y su Santa Iglesia, por un lado, y su maravillosa Creación por el otro. Quizás si no dejáramos de sorprendernos de la belleza de lo creado, nos sería aún más simple cuidar responsablemente de todo aquello que se nos ha dado a cargo.
