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Wasser

Kontext

Deuterium- und Tritiumoxide

Im Wassermolekül können die Protonen durch die schwereren Wasserstoffisotope Deuterium 2H oder Tritium 3H ersetzt werden. Auf diese Weise erhält man schweres Wasser, D2O, oder überschweres Wasser, T2O. Schweres Wasser wird durch Wasser-Elektrolyse gewonnen (es reichert sich bei der Elektrolyse in der Lauge an) und dient u. a. als wichtiges Lösungsmittel in der Kernresonanzspektroskopie.

Überschweres Wasser wird künstlich erzeugt und dient aufgrund seiner Radioaktivität in der Chemie als Markierungsreagenz.

Kristallwasser

Sehr viele Salze, die aus wässrigen Lösungen auskristallisieren, enthalten Wasser-Moleküle. Diese können entweder an Metall-Kationen koordiniert, oder über Wasserstoff-Brückenbindungen an Lewis-saure Gruppen in der Kristallstruktur (=O, -OH, -F, -NH2) gebunden sein. In jedem Fall ist die Anzahl und die Bindung der Kristallwasser-Moleküle entscheidend für den Aufbau der Kristallstruktur.

Einige Beispiele für kristallwasserhaltige Salze sind:
  • Gips, CaSO4 · 2 H2O,
  • Kupfersulfat, CuSO4 · 5 H2O,
  • Magnesiumammoniumphosphat, Mg(NH4)PO4 · 6 H20,
  • Magnesiumchlorid, MgCl2 · 6 H20.

Diwasserstoffverbindungen der Chalkogene

Das Wasser-Molekül hat einen elektrischen Dipol. Seine hohe Polarität und die Ausbildung starker Wasserstoff-Brückenbindungen sind die Ursache für einen im Vergleich mit den schwereren Homologen sehr viel höheren Schmelz- und Siedepunkt.

Tab.1
NameFormelrelative MolekülmasseSchmelzpunktSiedepunkt
Wasser (Dihydrogenoxid) H2O 18,02 0 °C 100 °C
Schwefelwasserstoff H2S 34,08 -85,60 °C -60,75 °C
Selenwasserstoff H2Se 80,98 -65,73 °C -40,3 °C
Tellurwasserstoff H2Te 129,62 -51 °C -4 °C

Derivate

Das formale Ersetzen eines H-Atoms im Wasser-Molekül durch eine andere Molekülgruppe führt in vielen Fällen zu wichtigen Stoffen oder Stoffklassen in der Chemie. So erhält man durch Austausch eines H-Atoms gegen eine organische Gruppe -R Alkohole, der Austausch beider H-Atome führt zu Ethern. Das Ersetzen eines H-Atoms durch eine Amidgruppe -NH2 führt zum Hydroxylamin, der Austausch gegen eine Hydroxylgruppe -OH ergibt Wasserstoffperoxid. An dieser Stelle sei noch einmal hervorgehoben, dass die erwähnten Stoffe und Stoffklassen formal entstehen, ihre tatsächliche Darstellung im Labor geht nicht vom Wasser aus.

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