Kategorie:Brandlehre und Wasserstoffbrückenbindung: Unterschied zwischen den Seiten

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Ein '''Wasserstoffbrückenbindung''', kurz auch '''Wasserstoffbrücke''' oder '''H-Brücke''' beruht auf den [[Zwischenmolekulare Kräfte|zwischenmolekularen Kräften]], die sich zwischen [[Molekül]]en wirken, in denen [[Wasserstoff]]atome (H) an besonders stark [[Elektronegativität|elektronegative]] [[Atom]]e wie namentlich [[Stickstoff]] (N), [[Sauerstoff]] (O) oder [[Fluor]] (F) gebunden sind, die die [[Elektronendichte]] an den Wasserstoffatomen verringern. Die Moleküle werden dadurch [[Polarität#Chemie|polarisiert]]. Die Wasserstoffatome erhalten dadurch eine eine positive [[Partialladung]] <math>\delta^+</math> (bedingt durch das positiv geladene [[Proton]] im [[Atomkern|Kern]] des H-Atoms) und die elektronegativen Atome eine entsprechende negative Partialladung <math>\delta^-</math>.
[[Kategorie:Brand]]
 
Obwohl Wasserstoffbrückenbindungen zumeist schwächer und kurzlebiger als [[Kovalente Bindung|kovalente]] und [[Ionische Bindung]]en sind, haben sie einen deutlichen Einfluss auf die Eigenschaften eines [[Stoff]]es. Diese haben etwa einen im Verhältnis zu ihrer [[Molmasse]] auffallend hohen Siedepunkt und Schmelzpunkt. Das beste Beispiel dafür ist das [[Wasser]] (H<sub>2</sub>O), das trotz seiner geringen Molmasse von etwa 18 [[Gramm|g]]/[[mol]] bei [[Normaldruck]] einen Gefrierpunkt von 0° [[Grad Celsius]] und einen Siedepunkt von 100° [[Grad Celsius]] hat. Ohne Wasserstoffbrückenbindungen wäre Wasser noch viel flüchtiger als der ähnlich gebaute [[w:Schwefelwasserstoff|Schwefelwasserstoff]] (H<sub>2</sub>S), der bei einem Molgewicht von rund 34 g/mol erst bei −85,7 [[Grad Celsius|°C]]{{GESTIS|Name=Schwefelwasserstoff|ZVG=1130|CAS=7783-06-4|Datum=19. August 2019}} gefriert und bei −60,2 °C<ref name="GESTIS" /> siedet. Infolge der Wasserstoffbrücken bildet sich im flüssigen Wasser eine dynamische dreidimensional vernetzte Struktur aus, die auch die Ursache für die bekannte [[Anomalie des Wassers]] ist: Flüssiges Wasser hat seine größte [[Dichte]] bei etwa 4° [[Grad Celsius]] und dehnt sich bei weiterer Abkühlung wieder aus, sodass sogar das feste [[Eis]] auf dem flüssigen Wasser schwimmt. Hätte Wasser diese Eigenschaften nicht, wäre das [[Leben]], wie wir es auf [[Erde (Planet)|Erden]] kennen, nicht möglich.
 
== Literatur ==
 
* [[Viktor Gutmann]], Edwin Hengge: ''Allgemeine und anorganische Chemie'', 5. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1990, ISBN 978-3527281596
* A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie'', 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1
 
[[Kategorie:Chemische Bindung]]

Version vom 19. August 2019, 16:33 Uhr

Wasserstoffbrückenbindung zwischen zwei Wassermolekülen
Dipolmoment des Wassermoleküls (H2O-Moleküls)
rot: negative Teilladung
blau: positive Teilladung
grün: Dipolmoment

Ein Wasserstoffbrückenbindung, kurz auch Wasserstoffbrücke oder H-Brücke beruht auf den zwischenmolekularen Kräften, die sich zwischen Molekülen wirken, in denen Wasserstoffatome (H) an besonders stark elektronegative Atome wie namentlich Stickstoff (N), Sauerstoff (O) oder Fluor (F) gebunden sind, die die Elektronendichte an den Wasserstoffatomen verringern. Die Moleküle werden dadurch polarisiert. Die Wasserstoffatome erhalten dadurch eine eine positive Partialladung (bedingt durch das positiv geladene Proton im Kern des H-Atoms) und die elektronegativen Atome eine entsprechende negative Partialladung .

Obwohl Wasserstoffbrückenbindungen zumeist schwächer und kurzlebiger als kovalente und Ionische Bindungen sind, haben sie einen deutlichen Einfluss auf die Eigenschaften eines Stoffes. Diese haben etwa einen im Verhältnis zu ihrer Molmasse auffallend hohen Siedepunkt und Schmelzpunkt. Das beste Beispiel dafür ist das Wasser (H2O), das trotz seiner geringen Molmasse von etwa 18 g/mol bei Normaldruck einen Gefrierpunkt von 0° Grad Celsius und einen Siedepunkt von 100° Grad Celsius hat. Ohne Wasserstoffbrückenbindungen wäre Wasser noch viel flüchtiger als der ähnlich gebaute Schwefelwasserstoff (H2S), der bei einem Molgewicht von rund 34 g/mol erst bei −85,7 °CEintrag zu Schwefelwasserstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 19. August 2019

gefriert und bei −60,2 °C[1] siedet. Infolge der Wasserstoffbrücken bildet sich im flüssigen Wasser eine dynamische dreidimensional vernetzte Struktur aus, die auch die Ursache für die bekannte Anomalie des Wassers ist: Flüssiges Wasser hat seine größte Dichte bei etwa 4° Grad Celsius und dehnt sich bei weiterer Abkühlung wieder aus, sodass sogar das feste Eis auf dem flüssigen Wasser schwimmt. Hätte Wasser diese Eigenschaften nicht, wäre das Leben, wie wir es auf Erden kennen, nicht möglich.

Literatur

  1. Referenzfehler: Es ist ein ungültiger <ref>-Tag vorhanden: Für die Referenz namens GESTIS wurde kein Text angegeben.

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