dichte von wasser

tessa · Gast

hy,
kann mir jemand in ganz einfachen worten (für kinder verständlich) erklären, warum eis bzw. warmes wasser (über 4 grad) eine niedrigere dichte hat. hat das was mit der brownschen bewegung zu tun???
würde mich sehr über eine schnelle antwort freuen
gruß tessa

Vinicius70 · Anmeldungsdatum: 24.01.2008 Beiträge: 28

Wassermolekül

Hauptartikel: Wassermolekül, Eigenschaften des Wassers
Oberflächenspannung von Wasser
Oberflächenspannung von Wasser
Geometrie des Wassermoleküls
Geometrie des Wassermoleküls
Verkettung der Wassermoleküle über Wasserstoffbrückenbindungen zu einem Cluster
Verkettung der Wassermoleküle über Wasserstoffbrückenbindungen zu einem Cluster

Wie jede chemische Verbindung aus zwei Nichtmetallen, so besteht auch Wasser aus Molekülen. Da das Wassermolekül – wie im Folgenden beschrieben – polar, also ein Dipol ist, hat Wasser besondere Eigenschaften:

* Wasser hat eine Dichte von 1000 kg/m³ (ursprünglich die Definition des Kilogramms), exakt 999,975 kg/m³ bei 3,98° C. Als Anomalie des Wassers bezeichnet man, dass es bei dieser Temperatur die höchste Dichte hat, so dass Eis im Wasser schwimmt.
* die höchste Wärmekapazität aller Flüssigkeiten (75,366 J·mol-1·K-1 entsprechend 4,18 kJ·kg-1·K-1)
* die größte Oberflächenspannung aller Flüssigkeiten (mit Ausnahme des Quecksilbers; bei Wasser beträgt sie in feuchter Luft 72 mN/m bei +20 °C, so dass die Tröpfchenbildung erleichtert wird),
* die größte Verdampfungsenthalpie aller Flüssigkeiten (40,7 kJ/mol entsprechend 2256 kJ/kg; daher der kühlende Effekt bei der Transpiration) sowie eine hohe Schmelzenthalpie (6,01 kJ/mol entsprechend 333 kJ/kg; sodass Salzwasser eine nur geringe Gefrierpunktserniedrigung im Vergleich zu reinem Wasser zeigt) und
* eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit (so dass Ozeane gute Wärmespeicher sind).

Diese Stoffeigenschaften werden von der Struktur der Wassermoleküle her erklärbar: es ist gewinkelt, polar und zur Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen fähig. Das Molekül des Wassers besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Geometrisch ist das Wassermolekül gewinkelt, so dass die zwei Wasserstoffatome und die zwei Elektronenpaare in die Ecken eines gedachten Tetraeders gerichtet sind. Der Winkel, den die beiden O-H-Bindungen einschließen, beträgt 104,45°. Er weicht aufgrund des erhöhten Platzbedarfs der freien Elektronenpaare vom idealen Tetraederwinkel (~109,47°) ab. Die Bindungslänge der O-H-Bindungen beträgt jeweils 95,84 pm.

Sauerstoff hat in der Pauling-Skala mit 3,5 eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff mit 2,1. Das Wassermolekül weist dadurch ausgeprägte Partialladungen auf. In Kombination mit der dreieckigen Geometrie kommt es auf der Seite des Sauerstoffs zu einer negativen und auf der Seite der beiden Wasserstoffatome zu einer positiven Polarität. Diese bewirkt das Dipolmoment, das in der Gasphase 1,84 Debye beträgt.

Wassermoleküle wechselwirken miteinander über Wasserstoffbrückenbindungen und besitzen dadurch ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte. Es handelt sich dabei um keine beständige, feste Verkettung. Der Verbund der über Wasserstoffbrückenbindungen unbeständig verketteten Wassermoleküle besteht nur Bruchteile von Sekunden, wonach sich die einzelnen Moleküle wieder aus dem Verbund lösen und sich in einem ebenso kurzen Zeitraum erneut verketten. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig und führt letztendlich zur Ausbildung eines variablen Clusters. Hierdurch werden wichtige Eigenschaften wie die Dichteanomalie hervorgerufen.

Je nach Isotopenzusammensetzung des Wassermoleküls unterscheidet man „schweres Wasser“, „halbschweres Wasser“ und „überschweres Wasser“. Die Molmassen betragen ca. 18 g/mol (H2O), 19 g/mol (HDO), 20 g/mol (D2O, HTO), 21 g/mol (DTO) und 22 g/mol (T2O).

Wasser kann unter Hochspannung zwischen zwei Gefäßen schwebend fließen. Grazer Forscher zeigen diesen Effekt. Thumbs up!

Karon · Organisator Anmeldungsdatum: 06.11.2004 Beiträge: 2344 Wohnort: Hessen

QUELLENANGABE!!!

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

Meinst du wirklich, dass das Kinder verstehen?!?! Teufel