Wassermoleküls

Wassermolekül, in der Mehrzahl Wassermoleküle, ist eine chemische Verbindung mit der Formel H2O. Es besteht aus zwei Wasserstoffatomen, die kovalent an ein Sauerstoffatom gebunden sind. Die Molekülgeometrie ist gewinkelt (V-förmig); der O-H-Bindungswinkel beträgt rund 104,5 Grad und die O-H-Bindungslänge ca. 0,96 Å. Aufgrund der größeren Elektronegativität des Sauerstoffs besitzt das Molekül ein Dipolmoment von etwa 1,84 Debye.

Das Wassermolekül ist polare Natur, wodurch es als ausgezeichnetes Lösungsmittel für polare Substanzen dient. In flüssigem Wasser und im Eis bilden Wassermoleküle Wasserstoffbrückenbindungen aus, die drei-dimensionale Netzwerke ermöglichen. Diese Bindungen beeinflussen Struktur, Dichteverhalten, Siede- und Gefrierpunkt, Oberflächen- und Dielektrizität des Wassers. Im Gaszustand liegen isolierte Moleküle vor, deren Rotations- und Vibrationsbewegungen stärker ausgeprägt sind.

Chemisch spielt Wasser als Lösungsmittel eine zentrale Rolle in vielen Reaktionen. Es verhält sich amphoter, d. h. es kann sowohl als Säure als auch als Base reagieren (Brønsted-Lowry). Die Autoprotolyse 2 H2O ⇌ H3O+ + OH− führt zur Wasserdienstleistung Kw, das bei 25 °C etwa 1,0×10−14 beträgt; daraus ergibt sich pH-Werte um 7 in reinem Wasser. Wasser ist lebenswichtig und kommt weltweit in freier Form vor, zudem existieren Isotopologe wie D2O (schweres Wasser) und HDO.

Wassermoleküle sind somit zentrale Bausteine der Chemie, Biologie und Umwelt, deren Eigenschaften maßgeblich durch Wasserstoffbrücken und Polarität bestimmt werden.