1. Introdução. Saber o que seja a água fluídica e seus salutares efeitos sobre o organismo humano requer um conhecimento científico prévio sobre a natureza da água e dos fluidos que nela são depositados provenientes do espaço sideral. Para isso, temos que conhecer suas propriedades químicas, físicas e físico-químicas. É nesta primeira parte do tema que vamos aprender ou revisar as informações básicas sobre as citadas propriedades da água. Caros leitores, tenham paciência, não me xinguem, isso é necessário!

A Química é a ciência da matéria, que constitui todos os corpos ou substâncias que existem sobre a Terra. Ela estuda suas propriedades permanentes e as transformações a que a matéria está sujeita. Assim, uma substância química distingue-se de outra qualquer exatamente por sua constituição e pelas suas propriedades químicas.

Existem 118 elementos químicos, dos quais 92 são encontrados na natureza. Os 18 elementos químicos restantes, de número atômico acima de 92 (átomo de urânio), são todos artificiais, subprodutos de reações nucleares, descobertos nos últimos 80 anos, conhecidos como elementos transurânicos.

Os números atômicos identificam os elementos na Tabela Periódica dos Elementos, em ordem crescente de suas densidades e complexidade de suas estruturas atômicas. Fazendo-se uma comparação grosseira com os tijolos da construção civil, os elementos químicos são substâncias simples, constituídas sempre de átomos da mesma espécie, aos quais podemos simplesmente chamar de tijolos químicos.

As substâncias podem ser simples ou compostas. As simples são constituídas sempre de átomos da mesma espécie, como, por exemplo, o hidrogênio, o oxigênio, o ferro, o ouro e todos aqueles que constituem os 118 elementos químicos conhecidos. As substâncias compostas são constituídas de dois ou mais átomos diferentes, como por exemplo, a água, o sal de cozinha, o ácido sulfúrico, os minerais em geral, o álcool, o açúcar etc., somando-se mais de 70 mil substâncias conhecidas, com faturamento global em torno de US$ 6 trilhões por ano.

Tanto o agrupamento dos elementos ou átomos para a constituição de substâncias simples como de substâncias compostas constituem as moléculas das ditas substâncias. Portanto, uma substância é sempre um agregado de moléculas.

As estruturas moleculares podem ser monoatômicas (um só tipo de átomo), diatômicas (dois átomos iguais ou diferentes), triatômicas (três ou mais átomos iguais ou diferentes) e poliatômicas (quatro ou mais átomos iguais ou diferentes). Por exemplo, a água tem uma estrutura triatômica, formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio; o sal de cozinha tem estrutura diatômica, formada por um átomo de cloro e um átomo de sódio.

As substâncias podem ser inorgânicas e orgânicas, as primeiras sendo objeto da Química Inorgânica ou Mineral e as segundas, da Química Orgânica. A Química Orgânica estuda todas as substâncias em que o elemento carbono está necessariamente presente na molécula, juntamente com outros elementos, tais como hidrogênio, oxigênio e nitrogênio e outros em menor quantidade, como o fósforo, o enxofre etc. Assim, a água é uma substância inorgânica e o açúcar, o álcool e milhares de outras são substâncias orgânicas.

Do ponto de vista do seu estado físico, as substâncias podem ser sólidas, líquidas e gasosas. Nas substâncias sólidas (o sal, o açúcar etc.), as moléculas atraem-se tão fortemente entre si que em geral constituem-se agregados geométricos simples e complexos; nelas, dizemos que a força de coesão é maior que a força de repulsão. Nas substâncias líquidas (a água, o álcool etc.), a força de coesão é igual à força de repulsão e as moléculas rolam umas sobre as outras e sua forma é a dos recipientes que as contêm. Nas substâncias gasosas (o oxigênio, o hidrogênio, o ar etc.), a força de repulsão é maior que a força de coesão e quando deixadas livremente em um recipiente ou ambiente tendem a ocupar todo o espaço existente, ou até mesmo extravasá-lo, se o recipiente estiver aberto. Essas forças de coesão e repulsão entre as moléculas fazem parte da lei da atração química entre os corpos, ou lei da afinidade química, uma das formas da Lei da Atração Universal.

2. Principais propriedades. A água é uma substância extremamente estável e bastante abundante na Terra, com os oceanos, mares, lagos e rios ocupando mais de dois terços da superfície terrestre. Seu estado físico natural é liquido. À temperatura de zero grau centígrado, adquire o estado sólido, na forma de gelo. Quando aquecida, a 100 graus centígrados e pressão atmosférica normal (760 mm de mercúrio), transforma-se em vapor d’água. Somente alguns metais de alta reatividade como o lítio, o potássio e o sódio a decompõem, retirando-lhe o oxigênio e desprendendo-se o hidrogênio, que é o mais leve dos gases. Por ser, portanto, muito estável e pouca reativa e ainda possuir uma estrutura chamada covalente ou polar (não eletrônica), a água dissolve um grande número de substâncias, tanto orgânicas como inorgânicas, sendo, por isso mesmo, conhecida como o solvente universal. Além disso, ela se liga diretamente às moléculas de quase todos os minerais, sob a forma de água de hidratação ou de cristalização. Além das forças de coesão e repulsão atuantes sobre as moléculas de água, mencionamos, também, as forças responsáveis pela tensão superficial, o que explica sua ascensão pelos vasos capilares dos tubos e das plantas.

3. Constituição química. Quimicamente, a água, que é liquida nas condições normais de temperatura e pressão, compõe-se de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, ambos sendo gases. Sua fórmula bruta é, pois, H2O. A combinação desses átomos na presença de luz e catalisador, para sua formação, dá-se com forte desprendimento de calor. Inversamente, para que ocorra a sua decomposição em seus elementos formadores, necessita receber a mesma quantidade de energia.

4. Configuração Estrutural. O exame de difração aos Raios-X da molécula da água mostra que sua estrutura se assemelha a um triângulo isósceles. Nele, o átomo de oxigênio ocupa o vértice de uma configuração angular formando um ângulo aproximado de 104,50º (cartesianos), com uma linha imaginária que liga os dois átomos de hidrogênio ao oxigênio. Em outras palavras, a molécula de água está ordenada e neutra, porque o átomo de oxigênio tem carga positiva e os átomos de hidrogênio, carga negativa, já que os três átomos compartilham seus elétrons nas camadas periféricas de cada um deles. Esta é uma explicação simplificada, já que o perfeito entendimento da Física dessa estrutura implica o conhecimento de outros conceitos complexos de covalência, hibridização e energia das camadas eletrônicas e seus orbitais. O hidrogênio, o protótipo de todos os átomos, contém apenas uma camada de elétrons, com apenas um elétron; o oxigênio contém duas camadas de elétrons, sendo dois elétrons na primeira órbita e seis elétrons na segunda. Para adquirir estabilidade, esta última camada precisa, nas combinações químicas, adquirir dois elétrons. Por isso mesmo, são necessários dois átomos de hidrogênio, cada um compartilhando um elétron (o único que o átomo de hidrogênio possui) com os seis elétrons periféricos do átomo de oxigênio. Dizemos, então, que a água é uma substância estável e neutra.

Na próxima edição, apresentaremos a segunda parte desse tema sob o título A água fluídica – 2.