Warum ist die Dielektrizitätszahl für Wasser besonders groß?

Es gilt das Coulombsche Gesetz von der Anziehung zweier Ladungen q1 und q2, die den Abstand r voneinander haben:

Fc = k *q1*q2/r²

Die Proportionalitäskonstante k ist mit der Dielektrizitätskonstanten verknüpft über die Beziehung:

k = 1/4πε₀

Damit kann man das Coulombsche Gesetz wie folgt schreiben:

Fc = q1*q2/4πr²ε₀

Je höher die Dielektrizitätskonstante ε₀ ist, umso geringer ist die Kraft Fc, die auf zwei Ladungen wirkt. Das heißt, dass das Medium Wasser mit hohem ε₀ die Kräfte recht stark abschwächt. Das liegt an den Eigenschaften der Wassermoleküle einen Dipol auszubilden. H2O ist also ein polarisiertes Molekül, welches eine negative Ladung am Sauerstoff aufweist und eine positve in Richtung der beiden Wasserstoffe. Im elektrischen Feld der Ladungen q1 und q2 kommt es zu einer Ausrichtung der vielen Dipole. Durch die Wechselwirkung mit den vielen ausgrerichteten Dipolen kommt es zu einer Art Ladungsneutralisation und die Kraft, die zwischen q1 und q2 wirkt, nimmt deutlich ab (hohes ε₀).

Das hängt mit der niedrigen elektrischen Leitfähigkeit des reinen Wassers und dem Dipolcharakter des Wassers zusammen, wenn ich mich nicht irre.

Dass Wasser ein Dipol ist, kommt durch die räumliche Ausrichtung des Wassermoleküls zustande. http://de.wikipedia.org/wiki/Dipol-Molek%C3%BCl