Wasser - ein besonderer Stoff copy

Wasser

ein besonderer Stoff- Teil 2

In dieser Selbstlern-Einheit...

... lernst du wie die besondere Eigenschaft "Dichteanomalie" auf Teilchenebene erklärt werden kann.

... lernst du welche strukturellen Eigenschaften ein Molekül haben muss, damit es Wasserstoffbrücken ausbilden kann.

... lernst du wie sich Unterschiede in Siede- und Schmelztemperaturen auf die Wirkung zwischenmolekularer Kräfte zurückführen lässt.

Zur Erinnerung...

Nach dem plötzlichen starken Wintereinbruch in den letzten Wochen, sind solche Nachrichten keine Seltenheit...

Eisberge schwimmen immer auf dem Wasser...

Aber wieso ist das so?

Die Wasserstoffbrückenbindungen

Wasserstoffbrückenbindungen

Die Dichteanomalie beim Wasser lässt sich nur mit der Struktur der Wasser-Moleküle und den zwischen ihnen bestehenden zwischenmolekularen Anziehungskräften erklären. Wasserstoffbrücken sind schwächer als Elektronenpaarbindungen, aber wesentlich stärker als andere zwischenmolekulare Wechselwirkungen.

Jedes Wasser-Molekül kann über seine beiden H-Atome und die zwei freien Elektronenpaare des O-Atoms vier lineare Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden.

Wasserstoffbrückenbindungen

Wasserstoffbrücken können sich ebenfalls zwischen Ammoniak- und zwischen Fluorwasserstoff-Molekülen bilden.

Aufgabe 1: Beschreibe die Gemeinsamkeiten von Wasser-, Ammoniak- und Fluorwasserstoff-Molekülen, die für die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen verantwortlich sind. Zeichne dazu auch die Lewis-Formeln aller drei Moleküle.

Die Struktur von Eis und Wasser

Die Struktur von Eis und Wasser

Und was haben die Wasserstoffbrückenbindungen mit dem Eis zu tun?

CC-BY-SA 3.0. Klaus-Dieter Keller

Die Struktur von Eis und Wasser

Und was haben die Wasserstoffbrückenbindungen mit dem Eis zu tun?

Aufgabe 2: Beschreibe in eigenen Worten wie sich auf Grundlage der Wasserstoffbrückenbindungen die Dichteanomalie des Wassers erklären lässt.

Der Einfluss von Wasserstoffbrückenbindungen auf die Siedetemperatur

Siedetemperaturen genauer betrachtet

In der Abbildung siehst du verschiedene Moleküle, die sich vom Molekulargewicht kaum unterscheiden. Trotzdem sind die Aggregatzustände bei verschiedenen Temperaturen ganz unterschiedlich. Nur Wasser ist bei 25 °C noch flüssig.

Aus: Chemie Heute, Teilband 2, Niedersachsen. Schroedel/Westermann Verlag.

Siedetemperaturen genauer betrachtet

Aufgabe 3: Notiere die Siede- und Schmelztemperaturen von Fluorwasserstoff und Wasser. Vergleiche diese und begründe die Unterschiede mithilfe einer Skizze zu den Kräften zwischen den Molekülen.

Fertig?

Heute hast du gelernt, wie sich die hohe Siedetemperatur des Wassers im Vergleich zu anderen kleinen Molekülen erklären lässt und wie die Dichteanomalie des Wassers auf Teilchenebene gedeutet werden kann. Für diese Woche reicht's! Bei Fragen kannst du dich gerne an mich wenden.