Water zou niet moeten kunnen bestaan

Het kookpunt ligt 140 °C hoger dan bij vergelijkbare moleculen, en in tegenstelling tot alle andere stoffen is water lichter in vaste vorm dan als vloeistof. Zwakke elektrische krachten geven water unieke eigenschappen.

Het kookpunt ligt 140 °C hoger dan bij vergelijkbare moleculen, en in tegenstelling tot alle andere stoffen is water lichter in vaste vorm dan als vloeistof. Zwakke elektrische krachten geven water unieke eigenschappen.

shutterstock

Chemische bindingen geven het watermolecuul superkrachten

/ 3

Zuurstof en waterstof delen elektronen

Een watermolecuul bestaat uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Die zijn gebonden met zogeheten covalente bindingen, waarbij ze de elektronen van de waterstofatomen delen.

1

Molecuul heeft ongelijke lading

Het zuurstofatoom trekt in hogere mate elektronen aan dan de waterstofatomen. Daardoor ontstaat er een dipool: aan de zuurstofkant is het watermolecuul negatief geladen; aan de waterstofkant positief.

2

Watermoleculen binden zich aan elkaar

De positief geladen waterstofatomen trekken negatief geladen zuurstofatomen in andere watermoleculen aan. Dankzij deze waterstofbruggen ontstaat er vloeibaar water.

3
© Shutterstock & Lotte Fredslund

Kookpunt is ongewoon hoog

© Shutterstock

Hoe meer een molecuul weegt, hoe hoger het kookpunt. Dat geldt alleen niet voor water.

Zo is de stof waterstofselenide zwaarder dan water, maar ligt het kookpunt op slechts -42 °C.

Water zou dus moeten koken bij een nog lagere temperatuur, maar de waterstofbruggen laten pas los bij 100 °C. Dit was doorslaggevend voor het ontstaan van leven.

Water vormt een ‘film’ op het oppervlak

© shutterstock & Lotte Fredslund

Aan de oppervlakte kunnen er niet in alle richtingen waterstofbruggen ontstaan en binden de watermoleculen zich sterker aan nabije moleculen.

Dankzij deze oppervlaktespanning vormt water druppels en kunnen sommige insecten erover lopen.

IJs werkt als een deken op het water

© shutterstock & Lotte Fredslund

IJs heeft een lagere dichtheid dan vloeibaar water omdat de watermoleculen bij 0 °C zijn gerangschikt in zeshoekige structuren.

Dat vergroot de afstand tussen de moleculen, waardoor ijs minder dicht is dan water en op het oppervlak blijft drijven.

Zo vormt het ijs een isolerende laag die het water eronder vloeibaar houdt, zodat dieren en planten kunnen overleven.

Dipool rukt stoffen uiteen

© Shutterstock

Het watermolecuul is een zogeheten dipool, waarbij de ene kant, de zuurstofpool, negatief geladen is, en de andere kant, de waterstofpool, positief.

Door dit verschil kan water veel stoffen uit elkaar rukken en oplossen. De stoffen verdelen zich in negatief geladen deeltjes, die worden aangetrokken door de waterstofatomen, terwijl de positief geladen deeltjes op het zuurstofatoom af gaan.

Zo lost tafelzout op in water doordat de dipool de NaCl-moleculen scheidt in de ionen Na+ en Cl-.

Die eigenschap was beslissend voor de ontwikkeling van al het leven op aarde, want de verschillende stoffen kregen de kans om met elkaar te mengen en nieuwe verbanden aan te gaan.