Fachtexte & Informationen zu
die chemischen Bindungen
interaktives Buch
chemische Reaktion
Bei jeder chemischen Reaktion gehen die Atome neue chemische Bindungen / Partnerschaften ein. Dabei verändert sich die Anordnung der Atome in den jeweiligen Stoffen und es entstehen neue Stoff(e) mit neuen Eigenschaften.
Dabei gehen aber keine Atome verloren und es werden auch keine Atome gebildet. Sie werden nur neu angeordnet (Massenerhaltungsgesetz).
Das “Ziel” der Atome ist es dabei so “auszusehen” wie Edelgase. Also eine volle Außenschale zu bekommen.
Die Edelgasregel
Die Edelgasregel besagt, dass Atome in Molekülen und Ionen besonders stabil sind, wenn sie die Edelgaskonfiguration haben, also die gleiche Elektronenanordnung wie Edelgase besitzen.
Vereinfacht ausgedrückt kann man die Edelgasregel mit der Oktettregel (8-Regel) beschreiben.
Hiernach gelten folgende zwei Regeln:
- Atome bilden Ionen oder Moleküle bei denen die Zahl der äußeren Elektronen (Valencelektronen) acht oder null beträgt.
- Die Ausnahme sind die Atome der ersten Periode (Wasserstoff und Helium) die nur zwei oder null Valenzelektronen haben wollen.
In folgenden Darstellung sind die sechs Edelgase in sechs verschiedenen Atommodellen mit ihren Valenzelektronen gezeichnet.
8
2 / 0
zwei Valenzelektronen
(Teilchenmodell)
acht Valenzelektronen
(Kern-Hüllen-Modell)
acht Valenzelektronen
(Schalenmodell)
acht Valenzelektronen
(Kugelwolkenmodell)
acht Valenzelektronen
(Toytomics-Modell)
acht Valenzelektronen
(Lewis-Formel)
die chemischen Bindungen zum erreichen des Edelgaszustand
Der Edelgaszustand beschreibt einen energetisch besonders stabilen Zustand von Atomen oder Molekülen. Da alle Stoffe nach einem möglichst stabilen Zustand streben, verlaufen viele chemische Reaktionen so, dass am Ende die beteiligten Reaktionspartner ihren Edelgaszustand erreichen.
In diesem Zustand erreichen die Reaktionspartner die gleiche Elektronenkonfiguration wie ein entsprechendes Edelgas. Das bedeutet, dass, nach dem Bohr´schen Schalenmodell, (wie bei dem Beispiel links) die äußerste Schale voll besetzt ist. Dies ist der energetisch günstige Zustand (der Edelgaszustand), der von den Atomen und Molekülen erreicht werden möchte.
- Bei der Ionenbindung links hat das Natrium Atom sein eines Aussenelektron von der dritten Schale abgegeben und damit die gleiche Edelgaskonfiguration wie Neon erreicht.
- Das Chlor Atom hat das Elektronen aufgenommen um die Edelgaskonfiguration von Argon zu erreichen. Beide Atome werden bei dieser Ionenbindung zu geladenen Ionen.
Atome oder Ionen mit Edelgaskonfiguration sind besonders stabil und neigen wenig dazu, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen
© serlo.org, Edelgaszustand, angepasst von A.Spielhoff, CC BY SA 4.0
Um dieses Edelgaskonfiguration zu erreichen gehen sie chemische Bindungen ein.
Hierfür gibt es folgende Möglichkeiten:
Die Ionenbindung (Ionische Bindung):
Ein Metallatom gibt seine Aussenelektronen an ein Nichtmetallatom ab, welches die Elektronen aufnimmt um eine volle Aussenschale (Edelgaskonfiguration) zu bekommen. Es entstehen dabei Ionen bzw. Salze mit einer Ionenbindung.
Die Elektronenpaarbindung (Kovalente Bindung):
Wenn Nichtmetallatome mit Nichtmetallatomen reagieren, teilen diese sich die Elektronen und es entstehen Moleküle mit einer Elektronenpaarbindung.
Die Metallbindung (Metallische Bindung):
Wenn Metallatome sich mit Metallatomen verbinden, entstehen Metalle mit einer Metallbindung.
Neben den drei Bindungen gibt es noch die
zwischenmolekulare Wechselwirkung:
Moleküle, können von anderen Molekülen oder Ionen angezogen werden.
Je nach Art der Anziehung spricht man von einer „Van der Waals Bindung“, „Wasserstoffbrückenbindung“, “Dipol-Dipol-Wechselwirkung” oder “Dipol-Ion-Wechselwirkung“
elektrostatische Anziehung:
Alle drei chemischen Bindungen und die zwischenmolekularen Wechselwirkungen lassen sich auf elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzten Ladungen zurückführen. (Gleiche Ladungen stoßen sich ab und entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an.)
elektrostatische Anziehung zwischen
positiv geladen Teilchen
negativ geladen Teilchen
Ionenbindung
positiv geladen Kationen
negativ geladen Anionen
Elektronenpaarbindung
positiver Atomkerne
negativer Elektronenhülle
Metallbindung
positiven Atomrümpfen
negativen Elektronengas
Van-der-Waals-Bindung
positiv induzierten Atom eines Moleküls
negativ induzierten Atom eines Moleküls
Wasserstoffbrückenbindung
positiv polarisiertes Wasserstoffatom eines Moleküls
negativ polarisiertes Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor Atom eines Moleküls
Dipol-Dipol-Wechselwirkung
positiv polarisiertes Atom eines Moleküls
negativ polarisiertes Atom eines Moleküls
Dipol-Ion-Wechselwirkung
positiv polarisiertes Atom eines Moleküls
negativ geladen Anion
