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2 Elektronenpaarbindung Themenbereich: Molekülbau

Übersicht • 2. 1 Die gemeinsame Elektronenpaarbindung – 2. 1. 1 Wasserstoff – 2. 1. 2 Wasser – 2. 1. 3 Methan • 2. 2 Mehrfachbindungen • 2. 3 Molekülgeometrie

Repetition • Edelgasregel Atome schliessen sich zu Molekülen zusammen, weil jedes Atom bestrebt ist, eine Aussenelektronenhülle zu besitzen, welche der Elektronenkonfiguration eines Edelgasatoms gleicht. • Bei der Formulierung der Lewis-Formel für Moleküle muss darauf geachtet werden, dass die Edelgasregel erfüllt ist.

Repetition • Das Wasserstoffmolekül H 2 setzt sich aus zwei Wasserstoffatomen zusammen. • Die Edelgasregel ist für beide Wasserstoffatome erfüllt, da jedes H-Atom scheinbar zwei Elektronen hat (genauso viele wie das Edelgas Helium).

Repetition • Man nennt diese 2 Elektronen, welche scheinbar beiden Atomen „gehören“ gemeinsames Elektronenpaar oder Elektronenpaarbindung.

Repetition • Wasser (H 2 O) • Edelgasregel: – H hat jetzt 2 Elektronen (so viele wie Helium) – O hat jetzt 8 Elektronen (so viele wie Neon)

2. 1. 3 Methan • Methan ist ein brennbares Gas und kommt in der Natur vor. Es ist der Hauptbestandteil von Erdgas. • Methan hat die Summenformel CH 4 • Methan ist brennbar und wird im Bunsenbrenner verwendet. Verbrennungsreaktion

Lewisformel • Die Lewisformel von Methan (CH 4) • Die Lewisformel gibt die räumliche Anordnung der vier H-Atome nicht richtig wieder!

Kugelwolkenmodell Das Kugelwolkenmodell hilft die räumliche Struktur eines Moleküls zu bestimmen. • Der Rumpf eines Atoms wird von Elektronenwolken umgeben. • Eine Elektronenwolke kann maximal 2 Elektronen enthalten und hat eine kugelförmige Gestalt. • Ein Atom besitzt maximal 4 doppelt besetzte Elektronenwolken (Erfüllung der Edelgasregel)

Kugelwolkenmodell • Die verschiedenen Elektronenwolken nehmen den grösstmöglichen Abstand zueinander ein. Bei vier Elektronenwolken führt dies zu einer Tetraedergeometrie

Kugelwolkenmodell

Wertigkeit Die Wertigkeit eines Atoms gibt an wie viele Bindungen das Atom eingehen muss, um die Edelgasregel zu erfüllen. Die Wertigkeit ist zugleich auch die Anzahl an nicht gepaarten Elektronen.

Kugelwolkenmodell • Einfach besetzte Elektronenwolken verschiedener Atome können Überlappen und bilden dadurch eine Bindung. • Doppelt besetzte Elektronenwolken (=freie Elektronenpaare) können keine Bindung eingehen.

Methan im Kugelwolkenmodell

Keilstrichformel • Um diese räumliche Gestalt des Moleküls wiedergeben zu können wurde die Keilstrichformel entwickelt.

Keilstrichformel • Normale Linien stehen für Bindungen in der Blattebene. • Ein gefüllter Keile gibt an, dass das Atom aus der Zeichenebene herausragt. • Ein gestrichelter Keil gibt an, dass das Atom sich hinter der Zeichenebene befindet.

Bildung von Wasser im KWM

Keilstrichformel • Einsame Elektronenpaare werden in der Keilstrichformel nicht räumlich dargestellt.

Übung 1 • Gib für folgende Moleküle – A) die Lewis-Formel an – B) Zeichne das Kugelwolkenmodell – C) Zeichne die Keilstrichformel Ammoniak (NH 3), HF, Chlor, C 2 H 6 Tipp: Zerlege die Moleküle in einfache Fragmente und setze diese dann zusammen.

Ammoniak (NH 3)

Wasser (H 2 O)

Fluorwasserstoff (HF)

Chlor (Cl 2)

Ethan (C 2 H 6)