Valenzelektronen

Chemische Bindungen
Atombindung
Das Lewis – Modell der kovalenten Bindung
Lewis – Schreibweise
Chemisches Symbol und Valenzelektronen: einzelne (ungepaarte) Valenzelektronen
werden durch einen Punkt symbolisiert (einfach besetztes Orbital), Elektronenpaare
mit einem Doppelpunkt oder einem Strich (doppelt besetztes Orbital)
H
Be
B
C
N
O
F
He
N
O
F
He
Die Zahl der ungepaarten Elektronen (Radikale) gibt an, wieviele Bindungen ein
Atom bei der Bildung eines Atoms normalerweise eingeht.
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Chemische Bindungen
Atombindung
Das Lewis – Modell der kovalenten Bindung
Bildung von Molekülen (Einfachbindungen)
Aus jeweils einem ungepaarten Elektron eines Atoms bildet sich ein gemeinsames
Elektronenpaar als Molekülorbital zwischen den Atomen
Beispiel:
F
+
F
F
F
Valenzstrich
Alle Atome sind bestrebt, die Edelgaskonfiguration in der äußersten Schale
(Valenzschale) zu erreichen. D. h. diese Schale mit 8 Elektronen zu besetzten.
Oktettregel (Ausnahme Wasserstoff)
Die bindenden Valenzelektronen werden beiden Atomen zugerechnet.
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Chemische Bindungen
Atombindung
Probleme der Theorie von Lewis
•Keine Aussage wie negative Elektronen den Zusammenhalt zwischen zwei Atomen
bewirken.
•Keine Aussage über das Verhalten von Nebengruppenelementen da diese mehr als
8 Valenzelektronen haben.
•Kein Hinweis auf räumliche Strukturen der Moleküle.
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Das quantenmechanische
Atommodell
Elektronenkonfiguration von Mehrelektronensystemen
Bei schwereren Atomen bleibt die Besetzung der inneren Schalen immer gleich.
Diese Rumpfelektronen werden nicht angegeben, da sie die chemischen
Eigenschaften eines Elements nur gering beeinflussen. Es werden nur die
Elektronen der unvollständig besetzten äußeren Schale angegeben. Diese werden
als Valenzelektronen bezeichnet.
z. B. Elektronenkonfiguration des Uranatoms:
[Rn] 7s² 6d1 5f4
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Grundlagen des
Periodensystems der Elemente
Ordnungsprinzip im Periodensystem
In einer Gruppe sind die Elemente mit der gleichen Anzahl an Valenzelektronen
zusammengefasst. Elemente einer Gruppe zeigen untereinander eine nahe chemische
Verwandtschaft. Man unterscheidet zwischen Hauptgruppen und Nebengruppen.
In einer Periode des PSE sind die Elemente nach steigender Anzahl an
Valenzelektronen angeordnet, beginnend mit der Valenzelektronenzahl s1 und
endend mit der Edelgaskonfiguration.
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Grundlagen des
Periodensystems der Elemente
Periodizität der Eigenschaften
Wertigkeit
Die Wertigkeit gibt an, wie viele Fluor oder Wasserstoffatome ein Atom oder Ion
eines Elements theoretisch binden oder ersetzen kann. Die Wertigkeit wird
hauptsächlich von der Valenzelektronenkonfiguration der Elemente bestimmt und
auch als Valenz bezeichnet.
Hauptgruppe
I
II
III
IV
V
VI
VII
Wertigkeit
XeO4
7
I2O7
6
TeO3
5
Sb2O5
4
SnO2
3
In2O5
2
1
VIII
SrO
Rb2O
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Grundlagen des
Periodensystems der Elemente
Periodizität der Eigenschaften
f – Block Elemente
Die f – Block Elemente haben die allgemeine Valenzelektronenkonfiguration ns², (n1)d1, (n-2)f1 bis f14. Sie folgen den Elementen Lanthan bzw. Actinium in der 6. und
7. Periode des PSE und werden Lanthanoide genannt.
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