Frage von leasd, 60

Warum haben Schneeflocken immer 6 Ecken?

Frage steht oben. Hab geleden, durch die molekulare Strucktur des wassers,- falls das stimmen sollte, könnte mir das jemand genauer erklären?

Antwort
von ThomasJNewton, 49

Es liegt weniger an der Molekülstruktur als daran, wie sich die Moleküle zu einem Kristall zusammenfügen.
Wobei dieses Zusammenfügen natürlich auch von der Molekülstruktur abhängt.

Das Wassermolekül ist ja bekanntlich gewinkelt.
Und der WInkel entspricht fast dem "Tetraderwinkel".
OK, was ist der Tetraederwinkel?

Im Methan sind die vier H-Atome in Form eines Tetraders angeordnet.
Die kann man als dreieckige Pyramide oder als Teil eines Würfels auffassen, mit der Hälte der Ecken. Google einfach mal nach Bildern, das muss man sehen, um es zu begreifen.

Im Wasser sind es aber nicht 4 H-Atome, sondern nur 2, und zusätzlich 2 freie Elektronenpaare. Die vier sind aber (annähernd) tetraedrisch angeornet.
Und wenn du weißt, was Waserstoffbrücken sind, wird klar, dass sich zwischen den H-Atomen und den freien Elektronenpaaren Wasserstoffbrücken ausbilden.
Und zwar 4 pro Wassermolekül, je 2 über ein H-Atom und ein freies Elektronenpaar.

Und was jetzt kommt, ist Kristallographie, ein ganz übles Thema für Chemiker.
Nicht nur, weil auch Chemiker nicht die Vollnerds im räumlichen Vorstellungsvermögen sind, sondern auch weil die Kristallographen eine andere Sprache haben.

Jedenfalls gibt 2 zwei mögliche Anordnungen, wenn jedes Teilchen von vier anderen umgeben ist - wie im Zinksulfid, jedes Zn von S, und jedes S von 4 Zn.
Und weil ZnS in beiden Formen auftritt, sind die Gitter danach benannt:

  • Zinkblendegitter, mit kubischer Symmetrie, also würfelähnlich - das ist der Normalfall bei Diamanten, Silizium uva.
  • Wurzitgitter, mit hexagonaler Symmetrie, also sechseckig - das ist der Normalfall bei Eis, und die Ausnahme beim Kohlenstoff, nennt sich "Lonsdaleit"

Davon abgesehen gibt es diese 2 Typen auch bei Metallen mit "dichtester Kugelpackung". Je nach deinem Vorstellungsvermögen siehst du es vor dir oder glaubst es mir einfach, dass um jede Kugel 12 andere passen, die die innere und einander berühren, ohne Abstand oder Gedränge.
Auch da gibt es zwei Typen, die:
Kubisch dichteste Packung
Hexagonal dichteste Packung

Wenn du dir so 10 bis 1000 Bilder dazu angeschaut hast, dann verstehst du es auch.
Also nix wie los!

Antwort
von Nebuk, 49

Das H2O-Molekül hat eine angewinkelte Form. Die beiden Wasserstoffatome hängen grob um 30° versetzt am Sauerstoffatom.

Das Wassermolekül ist ein Dipol - das ist stark vereinfacht (!!!) ausgedrückt ein Magnet. Durch die 30°-Verwinkelung und die Dipol-Anziehung hängen sich Wassermoleküle aneinander und bilden eine hexagonale Grundfigur. 

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community