El nivel de hidratación es una medida que indica la cantidad de moléculas de agua asociadas de forma estequiométrica a cada unidad fórmula de una sal en un compuesto hidratado. A nivel molecular, estas moléculas de agua de hidratación no están presentes como líquido libre, sino que se encuentran organizadas de manera específica alrededor de los iones de la sal, formando una estructura sólida coherente. Esta organización responde a las interacciones electrostáticas entre los iones de la sal y los dipolos permanentes del agua, así como a la posibilidad de que el agua actúe como ligando mediante puentes de hidrógeno o coordinación directa con los cationes metálicos.
Por ejemplo, en el sulfato de cobre(II) pentahidratado, , el catión está coordinado directamente a cuatro moléculas de agua, mientras que la quinta forma parte de una red cristalina estabilizada por enlaces de hidrógeno. Esta disposición tridimensional convierte al hidrato en un sólido estructurado, en el cual el agua no puede considerarse como libremente móvil, sino como parte integral de la arquitectura del cristal.
Mentalmente, podemos concebir un hidrato como una red iónica extendida en la que las moléculas de agua se encuentran insertadas en posiciones fijas, en patrones definidos por la geometría y el tamaño de los iones. Estas moléculas estabilizan la estructura y pueden modificar propiedades como el color, la solubilidad y la densidad. El número de moléculas de agua, o nivel de hidratación, es característico para cada hidrato y puede determinarse experimentalmente mediante técnicas como la calcinación o el análisis gravimétrico. Esta cantidad no es arbitraria, sino resultado de un equilibrio estructural en el cual el agua actúa como parte del sólido mismo y no como un componente externo.
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