Anomalie wassers

Anomalie des Wassers - was steckt dahinter?

Ja, die gibt es. Wasser besteht aus sehr vielen kleinen Molekülen aus einem Sauerstoff, und zwei Wasserstoffatomen. Diese sind aufgrund ihrer Anziehung charakteristisch angeordnet. Jeder Stoff dehnt sich beim Erwärmen aus, die Dichte wird also geringer, das ist logisch.
Die Moleküle des Wasserstoffs sind nun in einem Winkel von 105° auseinander. Auf Grund ihres Dipols ziehen sich die Moleküle gegenseitig stark an. Kühlt die Flüssigkeit ab, so bewegen sich die Atome weniger, und werden "zusammengestaucht", nach der Erstarrung zu Eis, ordnen sie sich sogar in einem anderen Gitter zusammen , wodurch sich die Dichte verringert.

Sorry, Bild-Upload funktioniert leider nicht.
Aber hier der Link dazu:
>>http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/chemical/imgche/waterbond.gif

Ich bin mir nicht 100%ig sicher, aber ich geb trotzdem meinen Senf dazu:
Warum Wasser an Dichte verliert, wenn es erwärmt wird, dürfte wohl klar sein.
Die Frage aber ist, warum die Dichte unterhalb von 4°C wieder sinkt. Bekantlich wird Wasser bei 0°C zu Eis. Eis ist eine Kristallstruktur. Diese Kristallstruktur ist aber keine optimale Packung (Es gibt viele "Hohlräume". Der Volumenzuwachs liegt bei ca. 33%). Deshalb hat Eis eine geringere Dichte als Wasser. Ich gehe davon aus, dass die Selbstorganisation der H2O-Moleküle unterhalb von 4°C anfängt, sich entsprechend zu formieren, bis sich bei 0°C schließlich das Kristallgitter verfestigt.
. Wie ich gerade gelesen habe liege ich damit ziemlich richtig:
Dichteanomalie – Wikipedia
SaM

Der Grund für die Dichteanomalie des Wassers ist die Polarität der Wassermoleküle und die daraus resultierenden intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen.
Das sehr elekronegative Sauerstoffatom zieht die elektronen seiner wasserstofflichen Bindungspartner an sich und erhält so eine negative Partialladung, während die Wasserstoffatome aufgrund der fehlenden Elektronen, die ja jetzt der Sauerstoff hat, positiv geladen sind.
Positive und negative Ladungen der Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an; dieser Effekt begünstigt eine bestimmte Anordnung der Wassermoleküle, was wiederum zur Dichteanomalie führt.
Eigenschaften des Wassers – Wikipedia
Wasserstoffbrückenbindung – Wikipedia
Dichteanomalien treten unter anderem auch bei Antimon, Bismut, Gallium, Germanium, Plutonium, Silicium und Zirkoniumwolframat auf.

Wasser hat bei einer Temperatur von 4 °C unter Normaldruck ein Kompressionsmodul von ungefähr 2,06 · 109 Pa. Also wird Wasser bei 1000 bar etwa um 5 % zusammen gedrückt. Bei einer Dichte von 1 kg/dm³ ergibt sich hieraus die recht typische Schallgeschwindigkeit innerhalb eines Wasserkörpers von 1435 m/s.

Bei 4°C können sich die Wassermoleküle am dichtesten zusammensetzen, wenns noch kälter wird, werden die Wasserstoffbrücken fester, ein Kristallgitter bildet sich aus, und das zwingt die Zusammengesetzten wieder ein bisserl auseiander

Beim Gefrieren dehnt sich Wasser aus:
Eis besitzt bei 0 °C die spezifische Dichte von 0,9168 –
während bei der gleichen Temperatur noch flüssiges Wasser eine Dichte von etwa 0,9998 aufweist.
Seine geringere Dichte bewirkt, dass Eis in Wasser schwimmt.
:
Physikalischer Hintergrund für dieses Phänomen u.a. :
unterschiedliche Anordnungen und *Packungseffekte der Wassermoleküle* im flüssigen und im festen Zustand.
Microsoft Encarta 2006

Die anomalie des wassers?

http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph09/umwelt_technik/01anomalie/anomalie.htm
chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht
da ist es recht gut erklärt

Die Anomalie des Wassers.

Wasser kann aufgrund seines Dipols Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Die verbrauchen im geordneten Zustand, also im Gitter , mehr Platz, als wenn sie ungeordnet sind. Darum dehnt sich das Wasser aus, umso kälter es wird.

Kurz und knapp und verständlich. Damit kann ich schließen.

Außerdem hat doch Wasser bei 4 Grad Celsius die höchste Dichte, oder?

Geht es dir um die Wortwahl?
Höchste oder größte Dichte?

Kennt jemand ein paar technische Nutzungsmöglichkeiten für die Anomalie des Wassers?

Kennt jemand ein paar technische Nutzungsmöglichkeiten für die Anomalie des Wassers?

Eine gastronomische: Eiswürfel, die auf dem Drink schwimmen

Du kannst eine Flasche sprengen indem du das Wasser gefrieren lässt.

Du kannst nicht nur Flaschen, sondern auch den Brunnen deines Nachbars sprengen, wenn ihr Streit habt

Tja, diese Anomalien kann man auch praktisch nutzen, um z.B. Im Steinbruch für Bruch zu sorgen.