H2O ist die einzige cheimische Verbindung, die natürlich in allen drei aggregatszuständen vorkommt.
Wasser verdankt seine besonderen Eigenschaften seiner molekularen Struktur. Der einfache Aufbau aus zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom macht Wasser zu einem idealen Lösungsmittel.
Das Wassermolekül ist ein Dipol: der Sauerstoff ist negativ und die Wasserstoffe sind positiv geladen. Die elektrostatischen Kräfte zwischen den geladenen Molekülteilen sind für die besonderen Eigenschaften von Wasser verantwortlich. Geladene Teilchen wie Salze oder andere polare Flüssigkeiten (wie Säuren, Alkohol u.a.) lösen sich exzellent im Wasser. Fette und Öle hingegen, deren Molekülstruktur groß oder/und ungeladen ist, werden von Wasser abgestoßen.
Die meisten festen, flüssigen und gasförmigen Stoffe können in Wasser aufgenommen werden. Das ist bedeutsam für den Nährstoffhaushalt, aber auch für die Versorgung mit Sauerstoff, den die Wassertiere zum Atmen benötigen
ANOMALIE DES WASSERS
Wasser ist einer der wenigen Stoffe, die sich beim Erstarren ausdehnen. Auf Grund des Dipolcharakters der Wassermoleküle ziehen sich die Moleküle gegenseitig stark an. Sie bilden “Klumpen” von Wassermolekülen (Haufen, Cluster, Wasserassoziate). Damit Wasser gasförmig werden kann, müssen die “Wasserstoffbrücken” zwischen den Molekülen aufgetrennt werden. Dies erfordert Energiezufuhr. Deshalb hat Wasser mit 100° C eine für seine Molekülgröße sehr hohe Siedetemperatur. Zum Vergleich: Das Kohlenstoffdioxid-Molekül ist mehr als doppelt so schwer wie das Wassermolekül, Kohlenstoffdioxid ist aber bereits ab -78,5° C gasförmig.
Hätte das Wassermolekül keinen Dipolcharakter, so läge seine Schmelztemperatur bei ca. -100° C, seine Siedetemperatur bei ca. -80° C. Alles Wasser auf der Erde wäre gasförmig und alles Leben wie wir es kennen, wäre nie entstanden.
Wasser ist am schwersten bei 4° C, die Moleküle sind dann am engsten zusammengedrückt. Eis wiederum dehnt sich aus und braucht deshalb mehr Platz. Darum platzen geschlossene Wasserflaschen oder Wasserleitungen, wenn das Wasser drin gefriert und sich folglich ausdehnt. Eis ist demnach leichter als flüssiges Wasser. Diese Eigenschaft ist lebenswichtig für alle Wasserlebewesen. Die leichte Eisdecke schwimmt an der Oberfläche des Sees, während darunter die Lebensräume in Seen und Weihern erhalten bleiben.
