Wasser: Anomalien und Rätsel

Wasser ist für jede Form des Lebens von fundamentaler Bedeutung und spielt in vielen chemischen und biologischen Prozessen eine wichtige Rolle. Inspiriert von der Bedeutung und den Anomalien des Wassers versuchen Wissenschaftler seit mehr als einem Jahrhundert diese ungewöhnliche Flüssigkeit zu verstehen. In einer kurzen Übersicht diskutieren wir die physikochemischen Konsequenzen, die sich aus der strukturellen Vielfalt der kondensierten Phasen des vergleichsweise einfach aufgebauten Wassermoleküls ergeben. Wir zeigen auf, dass sich die vielen ungewöhnlichen Eigenschaften des Wassers auf wenige Strukturprinzipien zurückführen lassen. Diesem Zusammenhang spielen auch das unterkühlte Wasser und der Übergang von niedrigdichtem zu hochdichtem Wasser eine wesentliche Rolle. Von besonderem Interesse ist heute auch das Verhalten des Wassers an Grenzflächen, besonders an molekularen Grenzflächen.