Home > Chemie > Chemie 8 und 9 > Moleküle

Elektronenpaarbindung

Kugelwolkenmodell - Elektronenpaarbindung - Molekülstrukturen - Polare Bindungen - Elektronegativität - H-Brücken

Das Chlormolekül

Wir hatten das Kugelwolkenmodell aber nicht eingeführt, um weiter über die Ionenbindung zu reden. Mit den letzten Folien sollte eigentlich nur gezeigt, werden, dass das KWM überhaupt keine Probleme hat, altbekannte chemische Phänomene wie z.B. die Ionenbindung zu erklären. Es kann aber weit mehr. Auch die Frage, wie es eigentlich dazu kommt, dass sich z.B. zwei Chloratome zu einem Chlormolekül vereinigen, kann das KWM leicht beantworten. Das Schalenmodell hätte hier sehr viel mehr Schwierigkeiten gemacht.

Bei Zimmertemperatur gasförmige Elemente wie Stickstoff, Sauerstoff und Chlor verhalten sich etwas anders als "normale" Elemente. Die kleinsten Teilchen von Sauerstoff, Chlor etc. sind nämlich nicht Atome, sondern Moleküle, die aus zwei gleichen Atomen bestehen. Chlormoleküle bestehen also aus zwei Chloratomen. Sauerstoffmoleküle aus zwei Sauerstoffatomen, und Stickstoffmoleküle - wer hätte das jetzt gedacht - aus zwei Stickstoffatomen. Eine Ausnahme bilden die Edelgase; hier bestehen die kleinsten Teilchen wieder aus einzelnen Atomen.

Es stellt sich jetzt die Frage, wieso verhalten sich bestimmte gasförmige Element so eigenartig? Schauen wir uns dazu die folgende Folie an.

Die Lösung dieser Aufgabe finden wir auf der nächsten Folie. Hier wird der wichtige Begriff Elektronenpaarbindung eingeführt. Alternativ kann man dazu aber auch kovalente Bindung oder Molekülbindung sagen.

Diese Folie kann übrigens kostenlos als PDF-Dokument heruntergeladen und ausgedruckt werden. Alle übrigen Folien sind ebenfalls erhältlich. Natürlich nicht kostenlos.

Die Elektronenpaarbindung im Detail

Wir wollen uns jetzt mit einer Frage beschäftigen, die garantiert keinen Alltagsbezug hat, sondern "nur" von theoretischem Interesse ist und dem Training der grauen Zellen dient (was ja auch ganz interessant sein kann).

Wieso können die beiden Bindungselektronen überhaupt die beiden Chloratome zusammenhalten? Wie kommt es zu der chemischen Bindung? Die beiden Elektronen stoßen sich doch eigentlich gegenseitig ab; und auch die positiven Atomkerne stoßen sich ab. Müssten dann nicht die beiden Chloratome auseinanderfliegen?

Bei dieser Betrachtung würde sich natürlich jeder Quantenphysiker im Grabe umdrehen, wenn er schon tot wäre. So eine extreme Vereinfachung! Aber im Prinzip ist diese Vereinfachung korrekt. Tatsächlich müsst man jetzt für jedes Elektron berechnen, wie oft oder mit welcher Wahrscheinlichkeit es sich an welcher Stelle der Kugelwolke aufhält, und dann könnte man eine komplizierte und jeden Physikstudenten beeindruckende, eine halbe Din-A-4-Seite umfassende Formel aufstellen, mit der man genau ausrechnen kann, wie groß die Bindungsenergie zwischen zwei Chloratomen ist.

Aber das wesentliche Ergebnis wäre das gleiche wie bei unserer stark vereinfachenden Betrachtung. Die beiden Elektronen wirken sozusagen als "Kitt", der die beiden Atomkerne zusammenhält.

Auf dieser Seite wird kurz dargestellt, wie sich die Elektronenpaarbindung bzw. kovalente Bindung mit Hilfe des Kugelwolkenmodell erklären lässt