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Physik » Festkörperphysik » Bindungswinkel eines Wassermoleküls
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Universität/Hochschule Bindungswinkel eines Wassermoleküls
Terrashock
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Dabei seit: 20.10.2015
Mitteilungen: 1
  Themenstart: 2015-10-20

Guten Tag zusammen! Ich bin leider ziemlich ratlos über eine Aufgabe, in der ich den Bindungswinkel von Wasser theoretisch herleiten soll. Die Aufgabenstellung ist wie folgt: Das Modell starrer Kugeln erklärt grundlegende Eigenschaften einfacher Moleküle, zum Beispiel H2O, siehe Bild. In diesem Modell werden Ionen als starre Kugeln angenommen. Das zentrale Ion sei elektrisch polarisierbar mit Polarisierbarkeit α. Berechnen Sie den Winkel β zwischen den Wasserstoffbindungen als Funktion von α. Der Abstand O-H werde mit $r_{OH}$ bezeichnet. Hinweis: Minimieren Sie die gesamte elektrostatische Energie (Dipol und Coulombabstoßung) des Moleküls. Die Energie des Dipols ist U = −1/2 P · E, mit dem induzierten Dipolmoment P = αE im statischen elektrischen Feld. Okay, ich habe gerade erst mit Festkörperphysik angefangen (nichtmal eine Vorlesung) und dazu fallen mir dann relativ viele Fragen ein: Welches statische elektrische Feld ist beim Dipol gemeint in der Formel? Oder muss die Energie mehrere Male mit verschiedenen Feldern addiert werden? Wieviele Elementarladungen müssen bei der elektrostatischen Anziehung zwischen O-H berücksichtigt werden? Gehe ich richtig in der Annahme, dass ich die Energien linear addieren/subtrahieren kann? Ansonsten sollte die Rechnung im Sinne $ U = E_{Dipol} + E_{H-H} + 2 \cdot E_{O-H} $ Verlaufen (dies dann minimieren). Korrekt?

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