• vom 05.07.2016, 16:27 Uhr

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Warum Eis auf Wasser schwimmt




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  • Forscher entschlüsseln Eigenheiten des H2O.

Wien. Wasser ist ein geheimnisvolles Element. Es unterscheidet sich in vielen Eigenschaften von anderen Flüssigkeiten. Die bekannteste ist die Dichteanomalie: Während ähnliche chemische Verbindungen bei tieferer Temperatur bis zu ihrem Gefrierpunkt immer dichter werden, ist Wasser bei plus vier Grad Celsius am dichtesten. Dies ist der Grund, warum das leichtere Eis auf Wasser schwimmt.

Warum das so ist, war auf molekularer Ebene bisher nicht verstanden. Physiker um Christoph Dellago von der Gruppe Computergestützte Physik der Universität Wien haben mit deutschen Kollegen herausgefunden, dass die sogenannten Van-der-Waals-Kräfte entscheidend für diese Dichte-Anomalie sind, berichten sie im Fachblatt "Pnas".


Van-der-Waals-Wechselwirkungen sind schwache Kräfte zwischen Atomen oder Molekülen, die mit zunehmender Entfernung rasch abnehmen. Am bekanntesten ist ihre Wirkung bei Geckos: Diese tragen an der Unterseite ihrer Füße Millionen feiner Haare. Deren Enden sind so winzig, dass zwischen den Molekülen der Haare und jenen der Oberfläche Van-der-Waals-Kräfte wirken und die Tiere selbst auf Fensterscheiben senkrecht laufen können.

In Wasser beeinflussen diese Kräfte die Wasserstoffbrücken, die zwischen den einzelnen Molekülen wirken, und sorgen für den Dichteunterschied zwischen Eis und Wasser bei vier Grad Celsius. Solche Wasserstoffbrücken gibt es bei Wasser in flüssiger und fester Form bei jeder Temperatur. Sie werden aber aufgrund der thermischen Anregung bei steigender Temperatur schwächer und auch ständig neu gebildet. In Eis seien sie langlebiger und stabiler.




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Dokument erstellt am 2016-07-05 16:32:03



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