Wasser

Die Wasserstoffatome sind in einem Winkel von 105 um das Sauerstoffatom angeordnet. Die Sauerstoffatome besitzen eine starkere negative Ladungsverteilung innerhalb des Molekuls. Dabei bildet das Sauerstoffatom den negativen Pol und die Wasserstoffatome die positiven Pole. Das Wassermolekul ist also ein Dipol. Auf dem Dipolcharakter des Wasser beruhen einige chemische Eigenschaften, sowie eine Reihe von biologischen Funktionen: Teilchen mit elektrischen Ladungen oder Teilladungen ziehen Wassermolekule an und umgeben sie mit einer Wasserhydrathulle Dadurch wird die Loslichkeit von Ionen und von Molekulen mit polaren Gruppen (-OH-, -COO- und NH4 +) ermoglicht. Stoffe mit polaren Gruppen sind daher hydrophil, Stoffe mit apolaren Gruppen (z. B. -CH3) hydrophob. Die Hydrathullen von Ionen spielen fur den Transport durch die Membran eine wichtige Rolle. die positiv geladenen Wasserstoffatome stehen mit den Elektronenpaar des Sauerstoffatoms eines weiteren Wasserstoffmolekuls in Wechselbeziehung (Wasserstoffbruckenbindung). Diese Bindungen zwischen den Wasserstoffmolekulen sind im Vergleich zu anderen Molekulbindungen relativ stark. Dadurch besitzt Wasser einen hoheren Siede- und Schmelzpunkt als andere Stoffe in der Zelle, eine grosse Oberflachenspannung und eine hohere spezifische Warmekapazitat. Aufgrund dieser Eigenschaften kann Wasser regulierend auf die Temperatur in einer Zelle einwirken. Die tierische Zelle besteht zu ca. 70% aus Wasser.

Aufgrund seines dipolen Charakters dient Wasser als Losungsmittel fur Ionen und Salze und ermoglicht deren Transport durch die Membrane. Wasser ist ausserdem ein wichtiger Reaktionspartner in Stoffwechselprozessen und dient als Mittel zur Temperaturregulation in einer Zelle.

Oberhalb des absoluten Nullpunkts von 0 K bewegt sich jedes Atom, auch wenn es zu einem festen Stoff verbunden ist. Diese Bewegung ist von der Temperatur abhangig; wird es warmer, nimmt die Bewegung zu, wird es kalter, verhalten sich auch die Molekule trager. Bis zu einer bestimmten Temperatur, beim Wasser 0 C, liegt ein Stoff in in fester Form vor; die Atome bewegen sich sowenig, dass ein fester Stoff vorliegt, die Atome liegen in Kristallgittern vor. Dieser Punkt wird auch als Festpunkt oder beim Wasser als Gefrierpunkt bezeichnet.

Ab einer bestimmten Temperatur bewegen sich die Teilchen so stark, dass sie in den gasformigen Zustand ubergehen. Dieser Punkt wird als Verdampfungspunkt, oder beim Wasser auch als Siedepunkt, bezeichnet.

Jedes Atom bewegt sich. Diese Bewegung ist abhangig von Temperatur und Druckverhaltnis. Wasser bildet aufgrund der Anziehung eines Wasserstoffatom mit dem Sauerstoffatoms eines anderen Wassermolekuls sog. Wasserstoffbrucken. Diese Bruckenbildung ist abhangig von der Bewegung der Teilchen.

Da die Bewegung der Teilchen von der Temperatur abhangig ist, ist auch die Wasserstoffbruckenbildung abhangig von der Temperatur. Bei einer Temperatur von 4 C (bei Normaldruck und auf Meereshohe) ist die ...