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    Wasser
    und desen Anomalie

    "Der Anfang aller Dinge ist das Wasser; aus Wasser ist alles, und ins Wasser kehrt alles wieder zurück." (Thales von Milet, 650-560 v.Chr.)

Wasser

Wasser ist einer der wenigen Stoffe, die sich beim Erstarren ausdehnen. Warum ist Wasser bei gewöhnlicher Temperatur flüssig, Kohlenstoffdioxid aber gasförmig? Um dieses eigenartige Verhalten zu erklären, muss man sich den Bau der Wasser-Moleküle ansehen. Das Wasser-Molekül ist gewinkelt gebaut. Die beiden Wasserstoff-Atome stehen in einem Winkel von 105° zueinander. Sauerstoff zieht auf Grund seiner größeren Elektronegativität Bindungselektronen stärker an als Wasserstoff. Dies führt dazu, dass Sauerstoff im Wasser-Molekül gegenüber dem Wasserstoff eine negative Teilladung erhält. Im Wasser-Molekül fallen die Schwerpunkte von negativer und positiver Teilladung auseinander. Das Wasser-Molekül ist ein Dipolmolekül. Auf Grund des Dipolcharakters der Wasser-Moleküle ziehen sich die Moleküle gegenseitig stark an. Sie bilden "Klumpen" von Wasser-Molekülen (Haufen, Cluster, Wasserassoziate). Damit Wasser gasförmig werden kann, müssen die "Wasserstoffbrücken" zwischen den Molekülen aufgetrennt werden. Dies erfordert Energiezufuhr. Deshalb hat Wasser mit 100 °C eine für seine Molekülgröße (Molekülmasse 18 u) sehr hohe Siedetemperatur. Zum Vergleich: Das Kohlenstoffdioxid-Molekül ist mit einer Molekülmasse von 44 u mehr als doppelt so schwer als das Wasser-Molekül. Kohlenstoffdioxid ist aber bereits ab -78,5 °C gasförmig. Kohlenstoffdioxid-Moleküle sind nicht gewinkelt gebaut, die Ladungsschwerpunkte der Teilladungen fallen dadurch zusammen. Das Molekül hat keinen Dipolcharakter. Hätte das Wasser-Molekül keinen Dipolcharakter, so läge seine Schmelztemperatur bei ca. -100 °C, seine Siedetemperatur bei ca. -80 °C. Alles Wasser auf der Erde wäre gasförmig. Wasser hat bei 4 °C seine größte Dichte. Erstarrt Wasser, so dehnt es sich aus. Eis hat eine geringere Dichte als flüssiges Wasser. Dadurch schwimmt Eis auf flüssigem Wasser, gefrieren Gewässer nur an der Oberfläche zu, nicht aber vom Grund her, so dass Wasserorganismen Überlebenschancen auch bei tiefen Temperaturen haben. Nur wenige andere Flüssigkeiten dehnen sich beim Abkühlen aus und verringern dabei ihre Dichte. Die Ausdehnung des Wassers beim Erstarren führt dazu, dass Wasserleitungen bei Frost platzen und dass mit Wasser gefüllte Spalten in Gesteinen zu dessen Sprengung führen. Wegen seines "unnormalen" Verhaltens spricht man von der "Anomalie des Wassers". Alle Wasserstoffverbindungen der Nichtmetalle – mit Ausnahme des Wassers (Wasserstoffverbindung des Sauerstoffs) – sind bei gewöhnlicher Temperatur gasförmig.

Wir könnten somit auch von einer evolutionären Kraft des Wassers sprechen. Der Tropfen, der stetig den Stein höhlt. Das Eis, das den Stein sprengt. Das Wasser, das das Feuer zähmt. Wasser das Tier und Mensch Leben schenkt.

Wasser kann zerstören und retten - wenn man es beherrscht.