Elektronen – Wolken, die die Atome verbinden
ZDFStudienprogramm Chemie 1973 Folge 5
Quelle: YouTube-Video von zeltersee01 • 12.04.2010
Die chemische Bindung
Die Oktettregel
Die Atome der Edelgase mit Ausnahme des Heliums besitzen auf ihrer Außenschale acht Elektronen (ein Oktett). Dieser Zustand der Außenschale von Atomen wird Edelgaskonfiguration genannt. Er ist sehr stabil. Auch Helium besitzt mit seinen beiden Elektronen Edelgaskonfiguration, da damit die erste Schale voll besetzt ist.
Eigentlich ist der Ausdruck „Oktettregel“ - obwohl gebräuchlich - nicht ganz korrekt, denn Atome wie Wasserstoff oder Lithium streben zwar auch Edelgaskonfiguration an, erreichen diese jedoch mit nur zwei und nicht mit acht Elektronen. Bei diesen und einigen anderen Atomen der 2. Periode wird die mit zwei Elektronen voll besetzte Schale des Heliums angestrebt. Daher ist auch die Bezeichnung „Oktett-Duett-Regel“ in Gebrauch.
Quelle: Chemie-Master.de
Die Ionenbindung
Beispiele:
Kochsalz: NaCl (Na-Cl oder Na+Cl-)
Eisensulfid: FeS (Fe=S oder Fe2+S2-)
Calciumoxid: CaO (Ca=O oder Ca2+O2-)
- Abgabe bzw. Aufnahme von Elektronen
- Ionen sind elektrisch geladene Teilchen, die durch Abgabe oder Aufnahme von Elektronen aus Atomen hervorgehen
- Ladung = Ionenwertigkeit
- Bindung zwischen Metall und Nichtmetall
- Metalle geben Elektronen ab
- Nichtmetalle nehmen Elektronen auf
- für Salze ist die Ionenbindung charakteristisch
- entgegengesetzt geladene Ionen zeigen elektrostatische Anziehungskräfte → Salz bildet ein Ionengitter → Salzkristalle
- alle Ionenbindungen haben salzartigen Charakter
Die Atombindung
Beispiele:
Wasserstoff: H2 (H-H)
Chlor: Cl2 (Cl-Cl)
Stickstoff: N2 (N≡N)
Sauerstoff: O2 (O=O)
Salzsäure: HCl (H-Cl; hier: polarisierte Atombindung: δ+H◄Cl δ-)
- Bindung, die auf der gemeinsamen Nutzung von Elektronenpaaren zur Erlangung der Edelgaskonfiguration beruht
- kovalente Bindung zwischen Atomen gleicher Elektronegativität
- ist die Elektronegativität unterschiedlich, so kommt es zu einer polarisierten Atombindung → kovalente Bindung mit partiellem Ionencharakter
- Atombindungen führen zu Molekülen (→ organische Verbindungen) oder selten zu Atomgittern → diamantartige Stoffe, sehr hart → Diamant, Borcarbid B4C, Siliziumcarbid SiC
Die Metallbindung
- Atome mit wenigen Valenzelektronen lagern sich fest zusammen
- die Atome werden in Gittern angeordnet
- die Valenzelektronen sind dabei so weit gelockert, dass sie keinem Atom mehr eindeutig zugeordnet werden können
- sie können sich zwischen den räumlich fixierten, positiv geladenen „Atomrümpfen“ frei bewegen
- die Elektronen sind delokalisiert und bilden ein „Elektronengas“
- Kennzeichen: regelmäßiger Aufbau, Kristallisationsneigung, gute elektrische Leitfähigkeit → Metalle
- weitere Eigenschaften: Glanz, hohe Dichte, gute Wärmeleitfähigkeit
- im Periodensystem:
- Alkalimetalle
- Erdalkalimetalle
- Übergangsmetalle (alle Nebengruppenelemente)
- Halbmetalle (Silizium, Germanium)
- Betrachtung IV. Gruppe (Kohlenstoffgruppe):
- C = Nichtmetall, Si, Ge = Halbmetalle, Sn, Pb = Metalle
- Mischen von metallischen Schmelzen und Wiederabkühlen
→ Legierungen: Bronze (Cu / Sn), Messing (Cu / Zn)- Neusilber (Cu / Ni / Zn)
- kein Gemisch, keine Verbindung → intermetallische Phase
- neue physikalische Eigenschaften (Leitfähigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit)