Warum handelt es sich bei dem Wassermolekül um einen Dipol?
Hey Leute könnte mir jmd vllt weiter helfen.Wäre über jede einzelne Antwort dankbar. :)
LG: Merve
2 Antworten
Moin,
nur zur Sicherheit: Ein Dipol hat - wie der Name aussagt - zwei (di-) verschiedene Pole (-pol). Darunter versteht man in diesem Fall, dass das Molekül verschieden teilgeladene Bereiche besitzt.
Für Teilladungen (Partialladungen) gilt im Grunde das gleiche wie für echte elektrische Ladungen, nämlich: ungleiche Teilladungen ziehen einander an, gleiche Teilladungen stoßen sich voneinander ab.
Moleküle mit einem permanenten (immer bestehenden) Dipolmoment entstehen, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: einerseits müssen Atombindungen vorhanden sein, bei denen Bindungspartner vorhanden sind, die genügend unterschiedliche Elektronegativitäten haben. Unter Elektronegativität (EN) versteht man ein relatives Maß für die Stärke eines Atomrumpfs, mit der dieser ein bindendes Elektronenpaar zu sich heranzieht. Solche Bindungspartner führen zu polaren Atombindungen. Das Vorhandensein von polaren Atombindungen ist daher die erste Voraussetzung für das Entstehen eines (permanenten) Dipolmoleküls.
Die zweite Bedingung ist der Molekülbau selbst, also seine Geometrie. Wenn das Molekül so gebaut ist, dass die polaren Atombindungen dazu führen, dass sich die entgegengesetzten Teilladungen auf einander gegenüberliegende Bereiche des gesamten Moleküls verteilen, dann entsteht ein Dipolmolekül.
So viel vorab... Nun zu deiner eigentlichen Frage.
Warum ist das Wassermolekül ein (permanenter) Dipol?
Das Wassermolekül besteht aus drei Atomen, einem Sauerstoffatom (O) und zwei Wasserstoffatomen (H). Die beiden Wasserstoffatome sind dabei jeweils mit dem einen Sauerstoffatom verbunden.
Sauerstoff hat eine EN von 3,5, Wasserstoff hat eine EN von 2,2. Die Differenz ergibt also für jede O–H-Bindung (3,5 – 2,2 =) 1,3. Diese Differenz ist ziemlich groß, so dass man durchaus sagen kann, dass im Wassermolekül zwei ziemlich polare Atombindungen vorhanden sind. Damit wäre Bedingung eins also schon einmal erfüllt.
Wenn man sich die Geometrie eines Wassermoleküls anschaut, so kann man feststellen, dass es gewinkelt gebaut ist:
Wie kommt das?
Nun, das Sauerstoffatom hat nicht nur jeweils ein bindendes Elektronenpaar zu den beiden Wasserstoffatomen, sondern es hat außerdem noch zwei freie (nichtbindende) Elektronenpaare:
Und die „drücken” quasi die bindenden Elektronenpaare zu den Wasserstoffatomen im dreidimensionalen Raum in eine gewinkelte Struktur. Du darfst ja nicht vergessen, dass Elektronen negativ geladen sind und sich deshalb aufgrund ihrer gleichsinnigen Ladung voneinander abstoßen. Deshalb ordnen sich die freien (nichtbindenden) und die bindenden Elektronenpaare so an, dass sie einen möglichst großen Abstand voneinander haben. Und das führt dann zu dem gewinkelten Bau.
Die gewinkelte Molekülgeometrie führt nun aber wiederum dazu, dass sich die Teilladungen der polaren Atombindungen auf zwei verschiedene, einander gegenüberliegende Pole verteilen:
Wenn du dir das Wassermolekül als Kugel vorstellst, hättest du einen Pol mit einer negativen Teilladung und einen Pol mit einer positiven.
Und genau das versteht man unter einem (permanenten) Dipol... Darum ist das Wassermolekül ein (permanenter) Dipol: Es hat polare Atombindungen (Bedingung 1) und einen gewinkelten Bau, in dem die verschiedenen Teilladungen auf zwei Pole verteilt sind (Bedingung 2).
LG von der Waterkant
Wasser, H2O, etsteht aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen.
Damit Ich dir das jetzt ein bisschen erklären kann musst du über die Schalen bei atomen wissen. Von Relevanz sind in diesem Fall nur die ersten beiden Schalen. In der ersten Schale passen insgesamt nur 2 Elektronen und in der zweiten insgesamt 8. Sauerstoff hat 8 elektronen was bedeutet, dass die erste Schale voll ist und in der zweiten 6 sind. Da die zweite schale aber insgesamt 8 Elektronen aufnehmen kann, sind noch zwei plätze frei. Diese Plätze können dann von 2Wasserstoff elektronen aufgenommen werden. Wassersotff hat nämlich nur insgesamt 1 Elektron weshalb man zwei braucht um die Schale zu füllen (Deswegen auch H2O). Jetzt erklär ich das mit der ladung. Es gibt zwei verschiedene Ladungen weil Sauerstoff ja aufnimmt und Wasserstoff abgibt. (-/+ wie bei magneten musst du dir das vorstellen, Sauerstoff ist +, Wassersotff ist -). Daher kommt es dann zu einem Pol weil H mit seinen elktronen (-) mit Sauerstoff (+) bindet. Das ganze heißt dipol weil di für zwei steht und es ja bei wasser zwei mal wasserstoff gibt