Atombindungen im Wasser

Bei der Verbindung von einem Sauerstoffatom (O) mit zwei Wasserstoffatome (H) zu einem Wassermolekül (H2O) spricht man von einer Atombindung.

Daneben werden als Bindungen zwischen den Elementen noch die Ionenbindung und das Metallgitter unterschieden.

Bei der Atombindung bilden Elemente gemeinsame Elektronenpaare. Diese werden auch Bindungselektronen genannt.

Die Elemente streben danach auf ihrer äußeren Schale in der Atomhülle eine bestimmte Anzahl von Elektronen zu erreichen. Das ist für dieses Element dann gleichbedeutend mit einem stabilen Zustand. Nur die Edelgase haben auf ihrer Außenschale schon die Anzahl von Elektronen, die einen stabilen Zustand bedeuten. Deswegen reagieren sie auch kaum mit anderen Elementen und kommen in der Natur als reines Element vor. Alle anderen Elemente sind reaktionsfreudiger, nur um ebenfalls die “Idealanzahl” von Elektronen in ihrer Außenhülle zu erreichen.

Aber wie lassen sich das Streben nach einer bestimmten Anzahl von Elektronen, welches die Bildung von Bindungselektronen zur Folge hat, aus der elektromagnetischen Wechselwirkung heraus erklären?

Atombindung und elektromagnetische Wechselwirkung ein Widerspruch?

Ein Glas Wasser bitte – aber bitte als Dipol?

Wasser als Grundlage des Lebens besitzt die praktische Eigenschaft bei Raumtemperatur flüssig zu sein. Das ist deswegen so erstaunlich, weil seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff bei Raumtemperatur gasförmig sind. Was ist die Ursache?

Nun, das Sauerstoffatom vermag den Schwerpunkt des gemeinsamen Elektronenpaar mit einen Wasserstoffatom stärker an sich ziehen, als umgekehrt das Wasserstoffatom gegen halten kann. Somit ist das Sauerstoffatom nicht mehr elektrisch neutral sondern leicht negativ und die beiden Wasserstoffatome entsprechend leicht positiv. So kann das Wassermolekül als Dipol wirken. Die Wassermoleküle lagern sich in langen Ketten aneinander und somit ist Wasser bei Raumtemperatur flüssig.

Das bemerkenswerteste hierbei ist, dass die Wassermoleküle ständig als Dipol wirken. Sie müssen dazu keine Pause einlegen, um sich zu regenerieren. Wie machen die Wassermoleküle das bloß?