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Wasser hat erstaunliche Eigenschaften. Es wird fest, wo man erwarten würde, dass es flüssig bliebe. Bezüglich der Molekülmasse hat Wasser einen zu hohen Schmelz- und Siedepunkt.
“Wasser reagiert nicht wie es die Physik vorsieht. Es folgt eigenen Gesetzmässigkeiten.”
Wasser hat durch den Aufbau und die daraus resultierenden Wechselwirkungen seiner Moleküle untereinander bestimmte elektrische, optische und chemische Eigenschaften, die wir uns jeden Tag beim Reinigen und Kochen zunutze machen, ohne darüber nachzudenken. Genau diese Eigenschaften machen Wasser so ungemein bedeutend für den Menschen und alle anderen Lebewesen:
- Wasser hat bei 4º C die höchste Dichte, dadurch schwimmt Eis.
- Wasser besitzt die grösste Oberflächenspannung aller Flüssigkeiten (Ausnahme Quecksilber), was die Tröpfchenbildung erleichtert.
- Wasser hat von allen Flüssigkeiten die höchste Wärmekapazität (Möglichkeit eines Körpers, thermische Energie zu speichern).
- Wasser hat die grösste Verdampfungsenthalpie (Wärmemenge, die erforderlich ist, um eine Flüssigkeit zum Verdampfen zu bringen) aller Flüssigkeiten, wodurch der kühlende Effekt bei der Transpiration entsteht, sowie eine hohe Schmelzenthalpie, sodass Salzwasser eine nur geringe Gefrierpunktserniedrigung im Vergleich zu reinem Wasser aufweist.
- Wasser hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, weswegen die Ozeane gute Wärme speicher sind.
- Wasser hat die höchste Dielektrizitäts-Konstante aller Flüssigkeiten (löst viele polare Stoffe; Lösung über grossen Temperaturbereich stabil).
Diese Eigenschaften liegen in der besonderen Struktur der Wassermoleküle begründet. Diese sind gewinkelt, polar und können Wasserstoffbrücken bilden.
Wassermoleküle bestehen jeweils aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen. Die beiden nicht bindenden Elektronenpaare des Sauerstoffatoms führen zu einer Deformation des Tetraederwinkels (ideal 109,5°) zwischen den Wasserstoffatomen und dem eingeschlossenen Sauerstoffatom. Der Winkel beträgt daher im Wassermolekül 104,5°.