Wie kann ich am besten die Anomalie des Wassers erklären?

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3 Antworten

Im Artikel

http://de.wikipedia.org/wiki/Dichteanomalie

ist das bei Wiki relativ kurz aber ordentlich beschrieben:

*Im festen Aggregatzustand – in diesem Fall bei Eis – wird normalerweise eine hohe Fernordnung durch Ausbildung eines Kristallgitters im Zuge der Kristallisation erreicht. Im flüssigen Zustand herrscht eine Mischung von Ordnung und Chaos, wobei die Moleküle aufgrund ihrer höheren Geschwindigkeit ein größeres Volumen ausfüllen. Es erhöht sich also das Volumen, die Dichte wird damit geringer. Im gasförmigen Zustand ist die maximale Unordnung erreicht, d. h. die Atome verteilen sich dementsprechend gleichmäßig über den maximal zur Verfügung stehenden Raum. Temperaturverteilung in einem stehenden See im Sommer und Winter

Der Grund der Anomalie des Wassers liegt in der Verkettung der Wassermoleküle über Wasserstoffbrückenbindungen. Durch sie benötigt die Struktur im festen Zustand mehr Raum als bei beweglichen Molekülen. Die Strukturbildung ist ein fortschreitender Vorgang, das heißt, es sind schon im flüssigen Zustand so genannte Cluster aus Wassermolekülen vorhanden. Bei 3,98 °C ist der Zustand erreicht, bei dem die einzelnen Cluster das geringste Volumen einnehmen und damit die größte Dichte haben. Wenn die Temperatur weiter sinkt, wird durch einen stetigen Wandel der Kristallstrukturen mehr Volumen benötigt. Wenn die Temperatur steigt, benötigen die Moleküle wieder mehr Bewegungsfreiraum, wodurch das Volumen ebenfalls steigt.*

Wasser ist polar, d.h. die Wasserstoffatome besitzen eine positive, das Sauerstoffatom eine negative Teilladung. Daher kommt das alles, der Rest steht ja schon unten.

Größte Dichte bei 4°C

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