Exkurs Chemische Bindungen

Chemische Bindung ist die Bezeichnung für den Zusammenhalt der kleinsten Teilchen in
chemischen Stoffen. Die kleinsten Teilchen können Atome, Anionen, Kationen oder
Moleküle sein. Durch Lösen und Knüpfen von chemischen Bindungen in einer chemischen
Reaktion werden Stoffe ineinander umgebaut. Die Produkte können völlig andere
Eigenschaften als die Ausgangsstoffe besitzen.
Schwache Bindungen
Starke Bindungen
Typ
Bezeichnung
positiv geladen
negativ geladen
Ionenbindung
Kationen
Anionen
Metallbindung
Kationen (auch „Atomrümpfe“
genannt)
frei bewegliche Elektronen zwischen
den Kationen (auch als
„Elektronengas“ bezeichnet)
Atombindung
Atomkerne
Elektronenhülle
Wasserstoffbrückenbindung
durch Bindung an O, N oder F
positiv polarisiertes
Wasserstoffatom
O, N oder F mit mindestens einem
nichtbindenden Elektronenpaar
Dipol-DipolWechselwirkung
positiv polarisiertes Atom eines
Moleküls
negativ polarisiertes Atom eines
Moleküls
Dipol-Ion-Wechselwirkung
positiv polarisiertes Atom eines
Moleküls
Anion
Van-der-Waals-Bindung
positiv polarisiertes Atom eines
Moleküls
negativ polarisiertes Atom eines
Moleküls
Exkurs Chemische Bindungen
Allgemeines
Tab. 1: Chemische Bindungen
Alle chemischen Bindungen und Wechselwirkungen lassen sich auf elektrostatische
Anziehung zwischen entgegengesetzten Ladungen zurückführen.
Starke Bindungen
Ionenbindung
Eine Ionenbindung wird zwischen Metall- und Nichtmetallatom dadurch ausgebildet, dass
das Metallatom seine Valenzelektronen vollständig an das Nichtmetallatom abgibt. Dadurch
entsteht aus dem Metallatom ein Kation und aus dem Nichtmetallatom ein Anion. Aufgrund
der elektrostatischen Anziehung zwischen diesen Ionen entsteht ein Ionengitter. Gitter
bilden sich nur im festen Zustand aus. Im flüssigen Zustand bricht das Gitter zusammen, die
Teilchen sind leichter gegeneinander verschiebbar, der Bindungscharakter bleibt aber
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Metallbindung
Da bei einer Metallbindung alle Bindungspartner Metalle sind, geben auch alle Atome
Valenzelektronen ab. Die dadurch entstandenen Metallkationen werden durch die jetzt frei
beweglichen Elektronen (das sog. Elektronengas) zusammengehalten, es entsteht ein
Metallgitter. Metalle sind allesamt elektrisch leitfähig (Leiter 1. Ordnung), gute Wärmeleiter
Atombindung
Da bei einer Atombindung (auch Kovalenzbindung, kovalente Bindung oder
Elektronenpaarbindung) alle Bindungspartner Nichtmetalle sind, nehmen auch alle Atome
Valenzelektronen auf. Dadurch entstehen Moleküle oder Atomgitter, die durch bindende
Elektronenpaare zusammengehalten werden.
Molekulare Stoffe sind elektrische Nichtleiter (Isolatoren) und liegen entweder in flüchtiger
Form vor (kleine Moleküle, Beispiel: Wasser, Sauerstoff, Chlorwasserstoff) oder kunststoffund diamantartig (Riesenmoleküle, Polymere, Beispiel: Polyethylen, Stärke).
Schwache Bindungen
Exkurs Chemische Bindungen
erhalten. Ionische Verbindungen haben auf Grund der hohen elektrischen Anziehungskräfte
zwischen ihren Teilchen salzartigen Charakter. Sie leiten den elektrischen Strom nur in
Schmelze und Lösung (Leiter 2. Ordnung, Elektrolyte) und sind sehr spröde.
Schwache Bindungen (Synonym: Van-der-Waals-Wechselwirkung im weiteren Sinne) bilden
sich in der Regel zwischen Molekülen aus und beeinflussen die spezifischen physikalischen
Eigenschaften wie Siede- und Festpunkt. In Makromolekülen (zum Beispiel Polypeptide)
treten sie auch als innermolekulare Bindungen auf. Bei sehr schwachen Bindungen wird statt
des Begriffs Bindung der Begriff Wechselwirkung oder Zwischenmolekulare Kraft verwendet.
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