Ist Wasser eine Verbindung oder ein Element?

Wasser ist überall auf unserem Planeten. Es ist der Grund, warum wir organisches Leben haben. Es prägt unsere Berge, schnitzt unsere Ozeane und treibt unser Wetter an. Es wäre logisch zu denken, dass Wasser eines der Grundelemente sein muss. Wasser ist jedoch eine chemische Verbindung.

Wasser als Verbindung und Molekül

Eine Verbindung entsteht, wenn zwei oder mehr Atome chemische Bindungen miteinander eingehen. Die chemische Formel für Wasser lautet H₂O, dh jedes Wassermolekül besteht aus einem Sauerstoffatom, das chemisch an zwei Wasserstoffatome gebunden ist. Wasser ist also eine Verbindung. Es ist auch ein Molekül, eine chemische Spezies, die aus zwei oder mehr Atomen besteht, die chemisch aneinander gebunden sind. Die Begriffe Molekül und Verbindung bedeuten dasselbe und können synonym verwendet werden.

Manchmal kommt es zu Verwirrung, weil die Definitionen von "Molekül" und "Verbindung" nicht immer so eindeutig waren. In der Vergangenheit lehrten einige Schulen, dass Moleküle aus Atomen bestehen, die über kovalente chemische Bindungen gebunden sind, während Verbindungen über ionische Bindungen gebildet werden. Die Wasserstoff- und Sauerstoffatome in Wasser sind kovalent gebunden, daher wäre Wasser nach diesen älteren Definitionen ein Molekül, aber keine Verbindung. Ein Beispiel für eine Verbindung wäre Tafelsalz, NaCl. Als die Wissenschaftler jedoch die chemische Bindung besser verstanden, wurde die Grenze zwischen ionischen und kovalenten Bindungen unschärfer. Einige Moleküle enthalten auch sowohl ionische als auch kovalente Bindungen zwischen den verschiedenen Atomen.

Zusammenfassend ist die moderne Definition einer Verbindung eine Art Molekül, das aus mindestens zwei verschiedenen Arten von Atomen besteht. Nach dieser Definition ist Wasser sowohl ein Molekül als auch eine Verbindung. Sauerstoffgas (O₂) und Ozon (O₃) wären zum Beispiel Beispiele für Substanzen, die Moleküle, aber keine Verbindungen sind.

Warum Wasser kein Element ist

Bevor die Menschheit über Atome und Elemente Bescheid wusste, galt Wasser als Element. Andere Elemente waren Erde, Luft, Feuer und manchmal Metall, Holz oder Spiritus. In gewisser Weise könnte man Wasser als Element betrachten, aber es ist kein Element im Sinne der wissenschaftlichen Definition. Ein Element ist eine Substanz, die nur aus einem Atomtyp besteht. Wasser besteht aus zwei Arten von Atomen: Wasserstoff und Sauerstoff.

Wie Wasser einzigartig ist

Obwohl Wasser überall auf der Erde ist, ist es aufgrund der chemischen Bindungen zwischen seinen Atomen eine sehr ungewöhnliche Verbindung. Hier sind einige seiner Exzentrizitäten:

• Wasser ist in flüssigem Zustand dichter als in festem Zustand, weshalb Eis auf oder in flüssigem Wasser schwimmen kann.
• Wasser hatte einen ungewöhnlich hohen Siedepunkt, bezogen auf sein Molekulargewicht.
• Wasser wird oft als "universelles Lösungsmittel" bezeichnet, da es so viele Substanzen auflösen kann.

Diese ungewöhnlichen Eigenschaften hatten tiefgreifenden Einfluss auf die Entwicklung des Lebens auf der Erde sowie auf die Verwitterung und Erosion der Erdoberfläche. Andere nicht wasserreiche Planeten haben sehr unterschiedliche Naturgeschichten.