Planet Schule Logo
  Wasser ist aus chemischer Sicht ein erstaunlicher Stoff. Würde es sich verhalten wie seine engsten chemischen Verwandten, müsste es bei minus 80 Grad sieden und verdunsten. Unter diesen Voraussetzungen hätte sich Leben, so wie wir es kennen, nicht entwickeln können.

Der Grund für den hohen Siedepunkt des Wassers ist die so genannte Wasserstoffbrückenbindung. Sie sorgt dafür, dass die Wassermoleküle enger als gewöhnlich zusammenhalten und dadurch weniger leicht aus der Flüssigkeit austreten und in die Gasphase übertreten. Die Wasserstoffbrückenbindung ist eine besondere Form des Zusammenhalts von Molekülen. Sie sind dabei nicht so fest gebunden wie bei einer gewöhnlichen chemischen Bindung aber der Zusammenhalt ist viel stärker als zum Beispiel bei Methan, das schon bei - 161 °C siedet.

Die Wasserstoffbrückenbindung bildet sich zwischen dem Sauerstoffatom eines Wassermoleküls und zwei Wasserstoffatomen zweier fremder Wassermoleküle. Somit kann jedes Wassermolekül vier Wasserstoffbrückenbindungen eingehen: mit seinen Wasserstoffatomen bindet es an zwei andere Sauerstoffatome, mit seinem eigenen Sauerstoffatom bindet es an zwei fremde Wasserstoffatome.

Die Wasserstoffbrückenbindungen sind in dieser Darstellung von flüssigem Wasser an den gestrichelten Linien zu erkennen.
Die Wasserstoffbrückenbindungen sind in dieser Darstellung
von flüssigem Wasser an den gestrichelten Linien zu erkennen.

Die Wasserstoffbrückenbindungen entstehen, weil das Sauerstoffatom im Wassermolekül partiell negativ, die Wasserstoffatome partiell positiv geladen sind. Da sich entgegengesetzte Ladungen anziehen, ergibt sich das beschriebene Phänomen der Wasserstoffbrückenbindung. Der gewinkelte, tetraederartige Aufbau des Wassermoleküls ermöglicht die Ausbildung von Ladungsschwerpunkten. In der Mitte des Tetraeders sitzt das Sauerstoffatom. An den vier Seiten des Tetraeders sitzen die zwei Wasserstoffatome und zwei so genannte nicht-bindende Elektronenpaare des Sauerstoffs.

Das Wassermolekül bildet einen Tetraeder. In der Mitte das Sauerstoffatom, an den vier Ecken die zwei Wasserstoffatome und die zwei nicht bindenden Elektronenpaare.
Das Wassermolekül bildet einen Tetraeder. In der Mitte das Sauerstoffatom,
an den vier Ecken die zwei Wasserstoffatome und die zwei nicht bindenden Elektronenpaare.

Um die Wasserstoffbrückenbindungen – also den Verbund der einzelnen Wassermoleküle untereinander – zu lösen ist Energie nötig. Daher liegt der Siedepunkt des Wassers bei 100 °C und nicht weitaus tiefer.

Nur als Gas liegen die Wassermoleküle tatsächlich einzeln vor – im flüssigen und festen Zustand haben wir es immer mit großen Gruppen von Molekülen zu tun, die über Wasserstoffbrücken verbunden sind.

Nur in Gasform sind die Wassermoleküle wirklich ungebunden.
Nur in Gasform sind die Wassermoleküle wirklich ungebunden.