Das Was­ser, das wir im All­tag be­ob­ach­ten kön­nen, be­steht aus sehr vie­len ein­zel­nen Was­ser­teil­chen. Diese kön­nen wir ein­zeln mit un­se­ren Augen nicht sehen, weil sie zu klein sind.

Ein Was­ser­teil­chen wird in der Che­mie auch als Wasser-​Molekül be­zeich­net. Es be­steht aus zwei Wasserstoff-​Atomen und einem Sauerstoff-​Atom, die über Atom­bin­dun­gen mit­ein­an­der ver­bun­den sind. Dar­aus er­gibt sich die Sum­men­for­mel: H₂O



Damit wir den Auf­bau des Wasser-​Moleküls ver­ste­hen kön­nen, müs­sen wir noch ein­mal den Auf­bau der ein­zel­nen Atome wie­der­ho­len.



Atome be­stehen aus einem Atom­kern und einer Atom­hül­le. Im Atom­kern be­fin­den sich die po­si­tiv ge­la­de­nen Pro­to­nen. In der Atom­hül­le um­krei­sen die ne­ga­tiv ge­la­de­nen Elek­tro­nen den Atom­kern. Sie sind dabei in ver­schie­de­nen Elektronen-​Schalen an­ge­ord­net.

Die Ele­men­te un­ter­schei­den sich durch die An­zahl ihrer Pro­to­nen und Elek­tro­nen.

Was­ser­stoff ist das ein­fachs­te Ele­ment mit der Ord­nungs­zahl 1. Es be­sitzt ein Pro­ton im Kern und ein Elek­tron, das die­sen um­kreist.

Sau­er­stoff ist das Ele­ment mit der Ord­nungs­zahl 8. Es be­sitzt also 8 Pro­to­nen im Kern und 8 Elek­tro­nen. Diese Elek­tro­nen sind auf meh­re­re Elektronen-​Schalen ver­teilt. In der ers­ten Elektronen-​Schale (K-​Schale) bef­nden sich 2 Elek­tro­nen. Die rest­li­chen 6 Elek­tro­nen be­fin­den sich in der zwei­ten Elektronen-​Schale (L-​Schale), also etwas wei­ter vom Kern ent­fernt. Diese Elek­tro­nen be­zeich­net man als Au­ßen­elek­tro­nen.



Damit ein Mo­le­kül, wie das Wasser-​Molekül, ent­ste­hen kann, müs­sen Atome sich mit­ein­an­der ver­bin­den. Diese Ver­bin­dung wird als Atom­bin­dung be­zeich­net. Sie ent­steht, wenn zwei Atome sich ei­ni­ge ihrer Au­ßen­elek­tro­nen tei­len.

Das pas­siert, weil die meis­ten Atome dann be­son­ders sta­bil sind, wenn sie 8 Au­ßen­elek­tro­nen be­sit­zen. Die Auß­nah­me bil­det Was­ser­stoff, der mit 2 Au­ßen­elek­tro­nen be­son­ders sta­bil ist.

Das Sauerstoff-​Atom be­nö­tigt also noch zwei Au­ßen­elek­tro­nen. Diese er­hält es, indem es je eine Bin­dung mit zwei Wasserstoff-​Atomen ein­geht. Da­durch ent­steht eine Ver­bin­dung mit der Sum­men­for­mel H₂O - also das Wasser-​Molekül.