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Começaremos pela diferença na eletronegatividade entre os átomos de H e O, o que resulta em momentos de dipolo. Isso porém, não é o suficiente, como podemos ver pelo exemplo da moléculas de CO2, que é apolar.
O que permite que á molécula de água se torne polar é a existência de dois pares de elétrons livres (não ligantes) no átomo central, o que desloca as nuvens eletrônicas das ligações H-O para longe desses pares, formando uma conformação angular (Teoria da Repulsão dos pares de elétrons da camada de valência - VSPER).
Isso faz com que os dipolos resultantes das ligações H-O não se anulem e a molécula de água seja polar.
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