8 Valenzelektronen

Grundpraktikum für Biologen 2014/15
Michael Beetz
22.10.2014
Übersicht
Michael Beetz
#2
Kovalente Bindung
Freies
Elektronenpaar
Einzelnes Elektron
Oktett erfüllt
Einzelne Chloratome haben einen Elektronenmangel
Reaktion zu Cl2 erfüllt das Oktett
=> Triebkraft der Reaktion
Michael Beetz
#3
Die Oktettregel
Atome haben maximal 8 Valenzelektronen bzw. 4
Elektronenpaare
Anstreben der Edelgaskonfiguration
=> Größte Stabilität
Alle Atome haben 8 Elektronen –
Oktettregel erfüllt
Michael Beetz
#4
Die Oktettregel
+
Oktett-Überschreitung am Phosphor
Michael Beetz
All-Oktett-Struktur
(Alle Atome haben 8 Elektronen)
#5
Polare Bindung
Elektronegativitätsunterschied hat Einfluss auf Polarität der
Bindung
Beispiel CO2:
Kohlenstoffdioxid:
Sauerstoff:
=> ΔEN = 0,89
Michael Beetz
EN = 2,55
EN = 3,44
#6
Wasserstoffbrückenbindungen
Starke Polarisierung des Wasserstoffatoms führt zur
Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen
Kann auftreten zwischen Wasserstoff (H) und Stickstoff (N),
Sauerstoff (O), Fluor (F) und Chlor (Cl)
Michael Beetz
#7
Wasserstoffbrückenbindungen
H-Brückenbindungen sind für Oberflächenspannung,
Viskosität, Siedepunkts Erhöhung des Wassers verantwortlich
=> Anomalie des Wassers
Michael Beetz
#8
Polare Bindungen
Elektronegativitätsdifferenz (ΔEN) entscheidet über
Bindungsart:
Faustregel:
ΔEN = 0
ΔEN < 1,7
ΔEN > 1,7
Michael Beetz
unpolare, kovalente Bindung z.B. O2
polare, kovalente Bindung z.B. CO2
Ionenbindung z.B. NaCl
#9
Ionische Bindung
ΔEN > 1,7 bedeutet stark polare Bindung
Elektrostatische Anziehung geladener Ionen
Triebkraft ist die Salzbildung
Beispiel:
Reaktion von Natrium mit Chlor
Na(g) + Cl(g) → Na+(g) + Cl−(g)
Michael Beetz
# 10
Ionische Bindung
Na(g) + Cl(g) → Na+(g) + Cl−(g)
Oxidation:
Reduktion:
Na(g) → Na+(g) + e−
Cl2(g) + 2e− → 2Cl−(g)
Positiv und negativ geladene Ionen werden durch starke
Coulomb-Kräfte zusammengehalten
=> Bildung von Ionenkristallen
Michael Beetz
# 11
Ionische Bindung
Gitterenergie in kJ/mol ist die Energie, die benötigt wird um
1Mol eines Stoffes in seine Bestandteile zu zerlegen.
Michael Beetz
# 12
Ionische Bindung
Michael Beetz
# 13
Ionische Bindung
Eigenschaften von Ionischen Verbindungen (Salzen):
-
Michael Beetz
Meist Feststoffe bei RT
Hoher Siedepunkt
Löslich in polaren Lösungsmitteln (Wasser)
In organischen Lösungsmitteln meist wenig löslich
Bilden Kristallgitter
# 14
Metallbindung
Im Metall sind Valenzelektronen sehr schwach gebunden
Valenzelektronen sind nahezu freibeweglich
Michael Beetz
# 15
Metallbindung
Michael Beetz
# 16
Metallbindung
Quasifreie Elektronen sind verantwortlich für makroskopische
Eigenschaften von Metallen:
-
Michael Beetz
Elektrische Leitfähigkeit
Metallischer Glanz
Duktilität (Schmiedbarkeit/Verformbarkeit)
Hohe Wärmeleitfähigkeit
# 17
Hybridisierung
sp3-Hybridisierung
Beispiel: Kohlenstoff
Vier Hybridorbitale im Raum: tetraedrisch
Michael Beetz
# 18
Hybridisierung
Michael Beetz
# 19
Hybridisierung
sp3-Hybridisierung
sp2-Hybridisierung
sp-Hybridisierung
Michael Beetz
# 20