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Molekülstrukturen

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

Das Methanmolekül

Kommen wir nun zu einem sehr wichtigen Molekül. Methan selbst ist vielleicht gar nicht so interessant als Stoff, aber es ist die einfachste organische Verbindung. Die Kräfte, die die Atome des Methanmoleküls zusammenhalten, sind genau die gleichen Kräfte, die auch die Moleküle unseres Körpers, die Fette, die Proteine, die Nucleinsäuren, kurz alle organischen Moleküle zusammenhalten.

Das Methanmolekül im Kugelwolkenmodell

Wenn wir uns mit dem Thema "Organische Chemie" beschäftigen (am Ende der 9. Klasse und natürlich am Anfang der Einführungsphase in die Oberstufe), werden wir das Methanmolekül noch wesentlich ausführlicher behandeln.

Auch für die Umweltchemie spielt Methan eine wichtige Rolle, weniger als Treibhausgas, sondern vielmehr als alternative Energiequelle; Stichwort "Biogas".

Jetzt aber auf zum nächsten wichtigen Molekül, dem Ammoniakmolekül.

Das Ammoniakmolekül

Beim Ammoniak NH3 verbindet sich ein Stickstoff-Atom mit drei Wasserstoff-Atomen. Das N-Atom hat insgesamt fünf Außenelektronen. Drei Kugelwolken sind mit je einem Elektron besetzt, eine Kugelwolke ist doppelt besetzt. Die drei einfach besetzten Kugelwolken können nun mit den ebenfalls einfach besetzten Kugelwolken von drei H-Atomen überlappen und so drei kovalente Bindungen bilden.

Das Ammoniakmolekül im Kugelwolkenmodell

Das Wassermolekül, Teil 1

Noch wichtiger als das Ammoniakmolekül ist das Wassermolekül. Schließlich kommt alles Leben aus dem Wasser, und wir selbst bestehen zu einem hohen Prozentsatz aus Wasser. Grund genug also, uns mit diesem Molekül intensiv zu beschäftigen.

Das Ammoniakmolekül im Kugelwolkenmodell

Dass jetzt keiner glaubt, wir wären schon fertig mit dem Wassermolekül! Dafür ist das Wasser ein viel zu wichtiges Thema, aber aus Platzgründen müssen wir dieses Thema auf eine eigene Seite auslagern, sonst würde der Rahmen dieser Seite gesprengt. Eine genauere Darstellung des Wassermoleküls findet sich auch auf der nächsten Seite.

Das Kohlendioxidmolekül (Fo 12)

Kohlendioxid entsteht, wenn Menschen und Tiere ausatmen, und bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl, Holz, Kohle etc. Der Treibhauseffekt, der für die vielen Klimakatastrophen in letzter Zeit verantwortlich sein soll, ist zum großen Teil auf Kohlendioxid zurückzuführen.

Um dem Treibhauseffekt entgegen zu wirken, wird gerade in Deutschland verstärkt auf erneuerbare Energien gesetzt. Zwar wird bei der Energiegewinnung aus Biomasse ebenfalls CO2 ausgestoßen, jedoch klimaneutral, da das frei werdende CO2 während des Wachstums von der Pflanze aufgenommen wurde. Auch die Abfallwirtschaft trägt ihren Teil zur Energiewende bei: Das Unternehmen Energy from Waste (EEW) z.B. produziert Energie bei der Verbrennung von Müll. Sogenannte Ersatzbrennstoffe (speziell aufbereitete Haus-, Gewerbe- und Industrieabfälle) ersetzen hier fossile Brennstoffe. Durch den hohen Anteil an Biomasse im Abfall ist die Energiegewinnung außerdem CO2-sparend. Kommen wir aber nun zurück zum Kohlendioxidmolekül.

Das Ammoniakmolekül im Kugelwolkenmodell

Mit Doppelbindungen werden wir uns in der Klasse 8/9 nicht allzu viel beschäftigen, eher in der organischen Chemie der Stufe EF (10). Neben der Doppelbindung gibt es auch noch die Dreifachbindung, z.B. zwischen zwei Stickstoffatomen. Auf die wollen wir hier aber nicht weiter eingehen.

Das Sauerstoffmolekül

Wer den Aufbau des CO2-Moleküls verstanden hat, weiß auch, wie das O2-Molekül aufgebaut ist. Auch hier bildet sich eine Doppelbindung zwischen den beiden Atomen O = O. Jedes Atom des Sauerstoffs hat zwei einfach besetzte Kugelwolken und kann daher zwei kovalente Bindungen ausbilden.

Das Stickstoffmolekül

Auch Stickstoff ist eines dieser gasförmigen Elemente, die in Form zweiatomiger Moleküle vorkommen. Das Stickstoffmolekül hat die Summenformel N2. Die beiden Atome werden durch drei Molekülbindungen zusammengehalten: jedes N-Atom hat drei einfach besetzte Kugelwolken und kann daher drei Bindungen ausbilden.

Auf dieser Seite findet ihr eine kurze Übersicht über die wichtigsten Moleküle, wie sie sich im Kugelwolkenmodell darstellen.

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