Warum hat das Wassermolekül einen Bindungswinkel von 105?
3 Antworten
In der Bindung erreicht Sauerstoff die Edelgaskonfiguration mit 4 Elektronenpaaren um sich herum: Je zwei Paare für die Wasserstoffbindung und zwei weitere Paare der äußeren Hülle.
Betrachten wir, wie diese vier Elektronenpaare und wie sie um das Sauerstoffatom herum gleichmäßig angeordnet werden können, so sind die Elektronenpaare wie auf den Eckpunkten eines Tetraeders platziert. Vom Zentrum des O-Atoms zu den Eckpunkten bilden die Verbindungslinien einen Winkel von 109,47° zueinander (s. verknüpfter Wikipedia-Artikel).
Berücksichtigen wir jetzt auch die H-Atome, dann müssen wir ihren eigenen Orbitalen etwas weniger Raum einräumen (sie werden etwas zum H-Atom verlagert) als den anderen, nicht an der Bindung beteiligten Elektronenpaare des O-Atoms. Dadurch wird das gedachte Tetraeder etwas verzerrt und es kommt zum beobachteten Winkel von 105°.
Berücksichtige auch die freien Elektronenpaare. Die anderen Bindungen werden einen möglichst großen Abstand von denen haben und natürlich die Bindungen unter sich selbst
Das liegt an der Bindung: Das Wassermolekül hat eine sp3 Bindung. Diese weißt im Idealfall einen Bindungswinkel von 109.5 Grad auf. Aufgrund von bestimmten Effekten (Berücksichtigung anderer Orbitale der einzelnen Atomen) verringert sich der Winkel auf 105 Grad.