Verschiedene Darstellungen des Methan-Moleküls
Autor: Ulrich Helmich 11/2024, Lizenz: Public domain
Aufgabe 2
Erläutern Sie die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Darstellungen des Methan-Moleküls A) bis E).
Mit der Summenformel A) kann man kurz und präzise die atomare Zusammensetzung der Verbindung angeben: Ein Kohlenstoff-Atom ist mit vier Wasserstoff-Atomen verbunden. Der Vorteil, man kann die Summenformel sehr schnell mit jedem Textverarbeitungsprogramm tippen, sie nimmt nicht viel Platz ein, und sie sagt trotzdem noch recht viel aus.
Mit der planaren Strukturformel (Valenzstrich-Formel) kann man die ungefähre Struktur des Moleküls erkennen. Man sieht, dass das C-Atom mit vier H-Atomen verbunden ist, und dass die Bindungslängen und die Bindungswinkel gleich sind. Der Vorteil ist hier, dass man eine solche Strukturformel recht schnell zeichnen kann und dass sie die Struktur des Moleküls einigermaßen korrekt wiedergibt. Der Nachteil ist, dass die räumliche Struktur des Moleküls ganz anders aussieht. Methan ist nicht planar (plattgedrückt, in einer Ebene liegend), sondern hat die Gestalt eines Tetraeders, ist also ein räumliches Gebilde.
Mit der dreidimensionalen oder räumlichen Struktur- oder Valenzstrich-Formel C) wird die räumliche Struktur des Moleküls besser wiedergegeben. Der Nachteil ist, dass man diese Darstellung nicht ganz so einfach zeichnen kann wie die planare Strukturformel.
Das Kugel-Stab-Modell D) zeigt die räumliche Struktur noch besser als C). Die Bindungslängen und die Bindungswinkel sowie die Atomdurchmesser werden genau dargestellt.
Das Kalotten-Modell zeigt die räumliche Struktur noch besser als D). So sähe das Molekül in Wirklichkeit aus, wenn man es sehen könnte. Allerdings, und das ist der Nachteil, erkennt man die Bindungslängen und Bindungswinkel nicht mehr, das wird durch D) besser dargestellt.