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Lexikon der Geowissenschaften: flüssiges Wasser

flüssiges Wasser, Wasser ist Hauptbestandteil der Hydrosphäre und wichtigster Reaktionspartner bei allen mineralbildenden Prozessen auf der Erde, die entweder im weitesten Sinne unter hydrothermalen Bedingungen, stets aber in Anwesenheit von Wasser (oder Wasserdampf) ablaufen. Dabei spielt das flüssige Wasser durch seine Sonderstellung unter den Flüssigkeiten eine besondere Rolle, denn ohne die Eigenschaft des flüssigen Wassers, das sich beim Abkühlen in der Nähe des Gefrierpunktes ausdehnt, wäre Leben auf der Erde nicht möglich, da sonst alle Gewässer nicht an der Oberfläche, sondern vom Grunde her einfrieren würden.

Von entscheidender Bedeutung ist dabei die zwischenmolekulare Wasserstoffbrückenbindung, ein Sonderfall der Van-der-Waalschen Bindung (Bindung, Einstoffsysteme). Hier bilden die Wasserstoffatome zwischen zwei Sauerstoffatomen eine Art Brücke, was in Verbindung mit der geometrischen Kristallstruktur die Hauptursache des ungewöhnlichen Verhaltens von Eis und Wasser ist. Selbst im kristallisierten Zustand findet bei dieser Art von Bindung im Eis, durch Öffnen und Schließen der schwachen Brücken, eine Verschiebung der H2O-Moleküle statt, woraus die gute Verformbarkeit des Eises, z.B. beim Fließen der Gletscher, resultiert (Gleitung). Beim Schmelzen des Eises bleibt die Struktur der Wassermoleküle weitgehend erhalten, ebenso wie sich die gesamte Gitterstruktur des flüssigen Wassers in der Nähe des Schmelzpunktes zunächst nur auflockert. Dabei schieben sich einzelne, aus dem Gitterverband herausgelöste Wassermoleküle in die relativ großen Gitterhohlräume, so daß das flüssige Wasser bis zu einer Temperatur von 4°C eine größere Dichte aufweist als das kristallisierte Eis. Erst bei höheren Temperaturen ( > 4°C) zerfällt dann der gesamte Gitterverband in einzelne Wassermoleküle und Molekülgruppen, wodurch die Dichte wieder abnimmt. Wasser. [GST]

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