Kann das Wassermolekül ein zusätzliches Elektron aufnehmen?

4 Antworten

Es gibt kein stabiles H₂O⁻-Anion.

Diese Auskunft bezieht sich auf die Gasphase. Man kann zwar ein H₂O-Molekül mit einem zusätz­lichen Elektron beladen, aber das resultierende H₂O⁻ ist in­stabiler als H₂O — deshalb stößt es das Extra-Elektron nach kürzester Zeit (Mikro­sekunden) wieder ab. Solche kurz­lebigen Teilchen nennt man auch Resonanzen, alternativ kann man auch sagen: Die Elektronen­affinität von H₂O ist negativ.

Interessanterweise ändert sich das, wenn man H₂O-Cluster in der Gas­phase studiert. Da gibt es tatsächlich stabile Anionen für (H₂O)ₙ mit n>10; die Elektronen­affinitäten betragen 0.75 eV für (H₂O)₁₁ und steigen mit der Cluster­größe langsam an. Für (H₂O)₁₉ finde ich 1.19 eV. Man kann sich das so vor­stellen, daß das H₂O⁻ von seinen Nach­barn im Cluster „solvatisiert“ wird.

Grundsätzlich gilt, daß Anionen (in der Gasphase) etwas Exotisches sind: Viele Atome (He) oder kleine Moleküle (CO₂, N₂) bilden gar keine (Kat­ionen kann man dagegen fast immer haben). Das liegt daran, daß neutrale Moleküle oder Kat­ionen nur auf eine einzige Art und Weise kaputt gehen können, nämlich indem sie zer­fallen. Dazu muß aber eine chemische Bindung aufgebrochen werden, und das ist eine relativ große Hürde. Anionen können das natürlich auch, und außer­dem haben sie einen zweiten Weg: Einfach ihr über­schüssiges Elektron abgeben, und das geht viel einfacher.

(Außerdem hat man das Problem, daß Anionen nur endlich viele gebundene Zustände haben können, und das heißt in der Praxis meist: Sehr wenige, oft sogar nur einen einzigen. Neutral­systeme oder Kat­ionen haben dagegen immer ent­weder null oder unendlich viele gebundene Zustände.)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Es könnte schon...

...wenn die anderen 8 Elektronen (6 vom O + 2 mal jeweils eins vom H) auf der Außenschale vom Sauerstoffatom in der Mitte da nicht energisch was dagegen hätten.

Die haben alle 8 vorhandenen Parkplätze unter sich schon ausgemacht und prügeln jedes weitere Elektron, das auch einparken will, gnadenlos und unverzüglich wieder hinaus ;-)

Hi,

nein. Es kann nur

  • ein Proton abgeben => OH(-)
  • ein Proton aufnehmen => H3O(+)

Ein Elektron aufnehmen kann es aber nicht.

LG

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium Chemie + Latein Lehramt, FU Berlin

Nein. Ionisiertes Wasser teilt sich in OH- und  H3O+ auf

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