Persönliche Angaben - chemieunterricht.ch · Elektronenpaarbindung (kovalente Bindung, Atombindung) In Molekülen entsteht die Bindung zwischen Atomen modellhaft durch Über- lagerung

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Wissenschaft Kultur Kreativität | Bildung 1

7. Moleküle und molekulare Stoffe

Wissenschaft Kultur Kreativität | Bildung

Metallische Stoffe (Gitter)

- Metalle

- Legierungen

(- Cluster)

Salzartige Stoffe (Gitter)

- Salze

Wichtige Stoffgruppen

Metall – Metall:

Metall – Nichtmetall:

Halbmetallverbindungen: Gitter (metallische Stoffe) und Moleküle

Atomverband Stoffgruppe

Nichtmetall – Nichtmetall: Flüchtige Stoffe (Moleküle)

Diamantartige Stoffe (Gitter)

Hochmolekulare Stoffe


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Nichtmetall-Atome, mit Ausnahme der Edelgase, verbinden sich mit anderen

Nichtmetall-Atomen zu kleineren oder grösseren Atomgruppen. Die Bindung

zwischen den Atomen erfolgt über die Elektronen der Valenzschale.

Moleküle Gitter

abgeschlossene Atomgruppen ausgedehnte Atomverbände

O

H H

z.B. H2O = Wasser z.B. Diamant

(Kohlenstoff-Gitter)

z.B. Graphit

(Kohlenstoff-Gitter)


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Wie verbinden sich Atome ?

getrennte Atome + +

angenäherte Atome + +

metallische Bindung

+ +

Elektronenpaarbindung

+ +

e- Valenzschale

Atomrumpf

ionische Bindung

+ +

+

keine Bindung, Abstossung überwiegt

Bindung, Anziehung überwiegt


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+ +

metallische Bindung

+ +

Elektronenpaarbindung

+ +

e-

ionische Bindung

+ +

+

Metall Metall

Metall Nichtmetall

Nichtmetall Nichtmetall

?

+


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- Pauli-Prinzip: pro Elektronenwolke (Orbital)

maximal 2 Elektronen Quantenmechanisches

Orbitalmodell

„Elektronenwolken“

- Elektronenwolken: modellhafter Aufenthalts-

raum der Elektronen

- Elektronen besitzen Teilchen- und Wellen-

eigenschaften

- Die „Flugbahn“ eines Elektrons lässt sich nicht

bestimmen, sondern nur der wahrscheinliche

Aufenthaltsbereich.

Elektronenwolkenmodell der Valenzschale


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Elektronenpaarbindung (kovalente Bindung, Atombindung)

In Molekülen entsteht die Bindung zwischen Atomen modellhaft durch Über-

lagerung von einfach besetzten Elektronenwolken zu gemeinsamen

bindenden Elektronenwolken (Elektronenpaare).

H • H • H • • H H •• H H – H gemeinsames,

bindendes

Elektronenpaar


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Elektronenpaarbindung: Moleküle

Reagieren Nichtmetalle mit Nichtmetallen, entstehen meist flüchtige

Stoffe, die aus Molekülen bestehen.

Die Atome in einem Molekül sind über Elektronenpaarbindungen

(kovalente Bindungen) miteinander verknüpft.

Vereinfachtes Bild:


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Kräfte im Wasserstoff-Molekül

–

–

+ +


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Abstossung


Bildung des Wasserstoff-Moleküls

Salze

H H H H

+

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../Internet/Salze.pps

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Bindungsenergie

Bindungslänge


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- Die K-Schale besitzt nur eine Elektronenwolke mit maximal 2 Elektronen (e-)

Wasserstoff: 1 Elektron

Das Edelgas Helium: 2 Elektronen

- Die Valenzschale der Hauptgruppenelemente kann maximal 4

Elektronenwolken mit je 2 Elektronen (total 8 Elektronen) besitzen.

- Elektronenwolken (EW) werden zuerst einzeln mit Elektronen besetzt

Lewis-Schreibweise:

- Das Symbol für eine einfach besetzte EW ist ein Punkt () Bsp:

- Das Symbol für eine volle, doppelt besetzte EW ist ein Strich (–)

- Tabelle: Buch Seite 110

O


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Wertigkeit

Die Anzahl bindender Elektronenpaare, die ein Atom maximal bilden

kann, entspricht der Anzahl halbbesetzter Elektronenwolken (Punkte)

und heisst Wertigkeit.

Bsp:

F •

1-wertig

O • •

2-wertig

• C • •

•

4-wertig

Aufgabe: Bilden Sie die Wasserstoffverbindungen obiger Atome


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Übungen

Zeichnen Sie die folgenden Moleküle.

Tabelle im Buch: auf Seite 110.

H Cl

H Br

H I

Br2

F2

Cl2

I2

NH3

H2S

CCl4


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Einfach-, Doppel- und Dreifachbindung

Lesen Sie im Buch S. 110-111 die Abschnitte „Weitere Beispiele von

Molekülen“, „Doppelbindungen“ und „Dreifachbindungen“

Stellen Sie die Bindungen für die Moleküle F2, HCl, N2 und H2O wie

bei O2 dar.

+


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F2

N2

HCl

H2O

F – F

NN

H–Cl

O

H H


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Übungen

Zeichnen Sie die folgenden Moleküle.

Sie können Doppel- oder Dreifachbindungen enthalten.

Tabelle im Buch: auf Seite 110.

N2

O2

HCN

CO2

C2H6

C2H4

C2H2


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Edelgasregel

Dublett Dublett

H – H

Die Atome teilen sich die Elektronen des bindenden Elektronenpaares gleich-

wertig (kovalent) Erreichen des Edelgaszustandes

Oktett Oktett

O – O

Gemeinsame bindende Elektronenwolken sind energetisch günstiger als

halbbesetzte Elektronenwolken.

Atome, Moleküle mit halbbesetzten Elektronenwolken (= Radikale) sind instabil

keine „Punkte“ in Strukturformeln !

Cl • Chlorradikal Methylradikal


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Räumlicher Bau von Molekülen (S. 111)

Ist an ein Atom mehr als ein weiteres Atom gebunden, sind verschie-

dene räumliche Anordnungen möglich. Die Anordung der Bindungs-

partner um ein solches Atom lässt sich mit den Winkeln zwischen den

Bindungen beschreiben Bindungswinkel

Bindungswinkel

180°

Bindungswinkel

bei H2O ca. 104°


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Elektronenpaar-Abstossungsmodell (EPA-Modell, S. 111-112)

1. Elektronenwolken (EW) um ein zentrales Atom stossen sich maximal ab

2. Mehrfachbindungen zählen wie 1 Elektronenwolke

Die Anordnung von Bindungspartnern um ein zentrales Atom (ZA)

hängt von der Anordnung der Elektronenwolken (bindende und

nichtbindende) ab.

Dabei gelten folgende Regeln:

Beispiel:

Bindungswinkel 120° N

H O


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Elektronenpaar-Abstossungsmodell (EPA-Modell, S. 111-112)

Um die Geometrie (räumliche Gestalt) eines Moleküls zu beschreiben

geht man folgendermassen vor:

1. Alle Atome mit mehr als einem Bindungspartner bestimmen

Zentralatome (ZA)

2. Für jedes ZA die Anzahl EW und daraus die räumliche Anordnung

der Elektronenwolken nach dem EPA-Modell bestimmen:

2 Wolken: lineare Anordnung, Bindungswinkel 180°

3 Wolken: gleichseitiges Dreieck, Bindungswinkel 120°

4 Wolken: tetraedrische Anordnung, Bindungswinkel ca. 109°

3. Aus der Anzahl Bindungspartner und der Anordnung der EW folgt

die Anordnung der Bindungspartner


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Organische Verbindungen: Elemente CHNOPS

I II III IV V VI VII VIII

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

C, H

alle organischen

Verbindungen

C, H, O, N, P

z.B. DNS

C, H, O, N, S

z.B. Proteine

C, H, O

z.B. Kohlenhydrate

und Fette

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Links

http://de.wikipedia.org/wiki/Atombindung

http://www.seilnacht.com/Lexikon/psepaar.htm






http://www.seilnacht.com/Lexikon/Salze.htm

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