Wie kann man Wasser als Dipol-Molekül nachweisen?

Wenn du anhand von Wasser beweisen möchtest, dass Wasser ein Dipolcharakter hat, dann nimm ein Glas und fülle es mit Wasser. Stelle das dann auf den Tisch und sage einfach, dass dies Beweis genug ist. Wäre Wasser kein Dipol, so gebe es auch keine Wasserstoffbrückenbindungen und das Wassermolekül hätte einen gasförmigen Aggregatzustand.

Du kannst auch Salz in Wasser lösen. Als Begründung kannst Du angeben, dass sich polare Stoffe nur in polaren Stoffen lösen. Da Salz ein polarer Stoff ist, muss Wasser das auch sein und ein Wassermolekül ein Dipolmolekül.

Naja, dazu musst du dir nur die Frage stellen: Was sind Dipole?

Richtig ... kleine Magneten, d.h. besitzen ein Magnetisches Moment.

Was besitzt noch magnetische Momente? Richtig ... Magnete.

Was also kann man machen um den Dipolcharakter nach zu weisen?

richtig ... man hält ein Magnet neben ein Wasserstrahl. Und was wird passieren? Auch wieder richtig: der Strahl wird im Magnetfeld abgelenkt.

Et viola, du hast dein Experimentellen nachweis zum Dipolcharakter des Wassers, weil nur Magnetfelder auf andere Magnetfelder reagieren.

D.h. wird Wasser vom Magneten abgelenkt, so muss dieses ein magnetisches Moment besitzen.

Die ersten beiden Antworten sind ja schon sehr gut, so kannst du den praktischen Beweis erbringen. Wenn dir mehr an einem theoretischen Beweis gelegen ist, kannst du auch Orbitalmodelle von Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle betrachten. Beim Sauerstoff liegen zwei freie Elektronenpaare vor, die dementsprechend reichlich Platz in ihren Orbitalen brauchen. Außerdem liegen zwei Bindungen an die beiden Wasserstoffatome vor, so dass auch die Bindungsorbitale reichlich Platz brauchen.

Du hast also im dreidimensionalen Raum 4 Dinge rund um das Sauerstoffatom, die reichlich Platz brauchen und sich gegenseitig so wenig wie möglich behindern sollen. Wie werden sich also diese vier Dinge anordnen? Na?

Richtig, in Tetraederform. In einem Tetraeder sind die Winkel zwischen zwei beliebigen "Armen" (so nenne ich mal die Linien zwischen Zentrum, also Sauerstoffatom, und den Tetraederecken) 120° groß.

O Wunder, das ist fast genau der Winkel, den die beiden Wasserstoff-Bindungsorbitale zueinander haben. Nur fast, weil die Bindungsorbitale und die Orbitale der freien Elektronenpaare eben nicht exakt gleich groß sind.

So, jetzt mal das Ding mal auf. Zwei Wasserstoffatome im Winkel von ca. 120° zueinander, wobei der Scheitel beim Sauerstoffatom liegt. Wenn du die Wasserstoffatome nach unten gezeichnet hast, zeigen logischerweise die beiden Orbitale mit den freien Elektronenpaaren nach oben. Nun hast du also oben eine ziemlich starke negative Ladungsmenge, während du unten beinahe nur die nackten Wasserstoffkerne (also positiv geladene Protonen) sitzen hast.

Oben Minus, unten Plus => es ist ein Dipol!

halte einen geriebenen kunststoffstab an einen wasserstrahl und der strahl wird abgelenkt.

unpolare moleküle würden sich nicht ablenken lassen.

versuche, wasser in hexan zu lösen und es bilden sich 2 phasen, weil sich polares nicht oder nicht gut in unpolarem löst.

das sollte auch als nachweis reichen.

Schau dir mal eine Schneeflocke oder einen Eiskristall an - so eine Form ist nur bei Dipolmolekülen möglich.