Wenn eine partielle Ladung δ+ an einem ( kleinen! ) Wasserstoffatom liegt, ist die Anziehung zwischen den Molekülen beträchtlich und wird manchmal als echte "Bindung" betrachtet.
Die Anziehung zwischen den Fluorwasserstoffmolekülen ist so stark, dass man annehmen kann, dass sich viel größere "Pseudomoleküle" gebildet haben. Wasserstoffbrücken spielen eine zentrale Rolle in der Molekularbiologie, da sie z.B. die Form der → Proteine und von → DNA bestimmen.
Die Schmelz- und Siedetemperaturen der Substanzen steigen im allgemeinen mit der Molmasse an. Tatsächlich sind schwerere Moleküle träger und daher schwieriger in Bewegung zu setzen. Beispiel für unpolare Alkane:
| Alkan | Sdp(oC) |
| CH4 | -161,7 |
| C2H6 | -88,6 |
| C3H8 | -42,1 |
| C4H10 | -0,5 |
Schauen Sie sich jetzt mal folgendes Diagramm an:
Hier sieht man, dass im allgemeinen:
Polare Substanzen haben aufgrund ihrer Polarität höhere Siede- und Schmelztemperaturen als unpolare Substanzen gleicher Molmassen.
- Der Siedepunkt von Ammoniak (polare, pyramidale Struktur!) ist zB viel höher als der von Methan (apolare, symmetrische Tetraederstruktur!)
- Ab der dritten Periode steigen die Siede- und Schmelztemperaturen auch mit der Molmasse an:
Sdp(H2S)< Sdp(H2Se)<Sdp(H2Te)
Es gibt eine Anomalie für die polaren Substanzen der zweiten Periode, deren Schmelz- und Siedetemperaturen im Verhältnis zu ihrer Molmasse sehr hoch sind.
Sdp(H2O)>>Sdp(H2S)
obschon M(H2S) grösser ist!
Diese Anomalie erklärt sich durch die starken Wasserstoffbrücken zwischen diesen Molekülen!
Wir verdanken also die Tatsache, daß Wasser bei der Durchschnittstemperatur unserer Erde flüssig ist nur der Polarität !
Es ist dank der Polarität, dass die die Erde blau ist !
Bei den meisten Substanzen hat der feste Zustand eine höhere Dichte als der flüssige Zustand.
Dies gilt nicht für Wasser:
Im Eis zwingen die Wasserstoffbrücken die H2O-Moleküle in ein hexagonales Netzwerk, das sehr lückenhaft und daher nicht sehr dicht ist.
Deshalb ist Eis weniger dicht als Wasser und schwimmt.
Wenn es umgekehrt wäre, wären die Ozeane immer von unten nach oben gefroren und es hätte niemals ein Leben entstehen können!
Aufgrund ihrer Polarität ist Eis weniger dicht als flüssiges Wasser
Es ist wegen der Polarität, dass sich das Leben auf der Erde entwickeln konnte!
Benzin (bestehend aus unpolaren Alkanen) und Wasser (polar) mischen sich nicht (B), während sich polare Substanzen wie Alkohol und Wasser (A) vermischen.
Polare Substanz und polare Substanz sind mischbar Apolare Substanz und apolare Substanz sind mischbar Polare Substanz und apolare Substanz sind nicht mischbar
Die gegenseitige Anziehung polarer Moleküle verhindert, dass sich unpolare Moleküle mit ihnen vermischen.
Moleküle von zwei polaren Substanzen ziehen sich an und durchdringen sich gegenseitig.
Das Bild zeigt, wie sich ein Salz auflöst: Polare Wassermoleküle sind um positive Ionen fixiert (mit ihren δ- Polen) und negativ (mit ihren δ + Polen). Sie hydratisieren die Ionen. Hydratisierte Ionen können aufgrund der Polarität der umgebenden H2 O-Moleküle leicht in das Wasser eintreten
Ohne Polarität wäre die Suppe fad!
Wenn die Kohäsion der Ionen im ionischen Netzwerk zu stark ist, ist die Hydratation gefolgt von der Auflösung unmöglich: die Substanzen sind unlöslich. Metallische Kationen kristallisieren oft zusammen mit ihren hydratisierenden Wassermolekülen:
Die Hydrierung von Kationen ist ein Spezialfall eines sehr weit verbreiteten Phänomens:
Kleine Kationen umgeben sich oft mit polaren Molekülen oder Anionen, um "Koordinationskomplexe" zu bilden.
Das zentrale Ion Co3+ ist umgeben von 6 Liganden 4 Ammoniakmoleküle (NH3 - pyramidale Struktur mit δ- am Stickstoffatom) und zwei Chloridionen. Viele wichtige Moleküle in der Biochemie sind Koordinationskomplexe wie Chlorophyll und Hämoglobin.
Keine Polarität, keine Atmung, keine grünen Pflanzen!
Viele Bilder dieses Kapitels wurden aus der "Bibel der Chemie" von Linus Pauling: College Chemistry (Freeman, second edition) entliehen.