Elementmoleküle wie H2 , O2, N2 und so weiter sind mir klar, aber wie sieht es mit anderen elementen aus?
Hallo,
nehmen wir an, wir hätten als beispiel 2 Goldatome frei herumfliegen. Wieso sagt man zu ihnen nicht Elementmolekül ?
2 Antworten
Moin,
ein interessantes Thema...
Tatsächlich ist das, was du sagst, nicht so ohne weiteres von der Hand zu weisen. Du hast ja geschrieben, dass dir das mit den biatomaren Minimolekülen bei den Elementen Wasserstoff, Stickstoff oder Sauerstoff klar sei. Aber mach dir das noch einmal ganz genau bewusst: Bei diesen Elementen sind diese zweiatomigen Minimoleküle tatsächlich die kleinsten Teilchen des Elements! Sie schwirren als zweiatomige Minimoleküle durch den Gasraum.
Bei Schwefel ist es nun zum Beispiel so, dass in einer herkömmlichen Schwefelportion bevorzugt S8-Ringe vorliegen. Also keine einzelnen Atome, sondern kleine Ringe, die aus acht miteinander verbundenen Schwefelatomen bestehen. Deshalb meinen nicht wenige Chemiker*innen, dass man in Reaktionsgleichungen deshalb nicht S, sondern S8 verwenden solle.
Wenn man Schwefel andererseits erhitzt, bietet er ein buntes Spektrum an verschieden langen homoatomaren Ringen oder Ketten, was auch das einmalige Schmelzverhalten des Schwefels erklärt:
Doch bezogen auf deine Ausgangsfrage bedeutet das auch: welcher Index am S ist nun zu nehmen? 8 wie beim alpha-, beta- oder lambda-Schwefel? Oder 6 bis 20 wie beim pi-Schwefel? Oder doch eher 10^3 bis 10^6 wie im my-Schwefel? Oder schließlich variabel 1 bis 8 wie Schwefel in der Gasphase vorliegt? Tja, wegen solcher Unklarheiten benutzen immer noch die meisten Menschen in Reaktionsschemata das Symbol S für Schwefel, so als wäre in einer Portion Schwefel ein einzelnes Schwefelatom das kleinste Teilchen. Und warum auch nicht? Am Ende reagiert ja dann auch jedes Schwefelatom mit einem potentiellen Reaktionspartner in der stöchiometrisch vorbestimmbaren Art und Weise...
Wenn du dir nun aber noch Metalle anschaust, wird es noch wilder. Oft wird so getan, als sei ein Goldatom (um bei deinem Beispiel zu bleiben) das kleinste Teilchen einer Portion Gold, das noch die Eigenschaften des Elements besitzt (denn wir wissen ja alle, dass es noch kleinere subatomare Teilchen gibt, die aber in Bezug auf Eigenschaften in ganz anderen Welten spielen). Aber das ist eine falsche Vorstellung. Ein einzelnes Goldatom leitet keinen Strom. Es glänzt auch nicht (metallischer Glanz) oder ist duktil (verformbar). Diese typisch metallischen Eigenschaften treten erst auf, wenn sich mehrere Goldatome zu Clustern vereinen. Erst wenn sie Atomkristalle bilden, können ihre Valenzelektronen zwischen den positiv geladenen Atomrümpfen delokalisiert sein (sei es nun in Form eines Elektronengases oder innerhalb von Energiebändern). Und erst in einer mehr oder weniger großen Gemeinschaft treten dann auch die typisch metallischen Eigenschaften auf.
Aber gerade in dem „Mehr-oder-weniger” steckt gleichzeitig das Problem. Wie viel ist „mehr oder weniger”? Ab wie vielen Atomen gibt es die metallischen Eigenschaften? Und ist das bei allen Metallen gleich? Ich kann dir darauf keine Antwort geben. Andere wahrscheinlich auch nicht. Darum hat man sich in der Chemie darauf geeinigt, nur bei den Elementen, von denen man sicher weiß, dass ihre kleinsten Teilchen zweiatomige Minimoleküle sind von Elementmolekülen zu sprechen (Wasserstoff, Sticktstoff, Sauerstoff sowie die vier Halogene Fluor, Chlor, Brom und Iod. Astat oder Tenness lässt man aufgrund ihres radioaktiven Charakters und ihrer Seltenheit unberücksichtigt). Bei allen anderen tut man so, als seien die kleinsten Teilchen einzelne Atome (was so nur für die Edelgase stimmt). Diese Vereinbarung ist nützlich, um Reaktionsschemata aufstellen zu können, ohne jedesmal die konkrete Anzahl der beteiligten Atome in einer reagierenden Stoffmenge berechnen zu müssen.
Aber dein grundsätzlicher Gedanke ist nicht unberechtigt. Wenn du so willst bestehen alle Metalle aus seeehr vielen miteinander verbundenen Atomen, die in einem Atomkristallgitter angeordnet sind und quasi ein Riesenmolekül quasi-ionischen Typs darstellen. Es ist nur schlecht damit konkret weiter zu arbeiten. Deshalb tut man so - wie gesagt - als seien es einzelne Atome...
LG von der Waterkant
Vielen Dank für diese Lehrreiche Antwort. Ich muss das noch alles in meinen Kopf verankern.
Wären sie ein Molekül, hieße dies, das die 2 Goldatome zu einem Zusammenschluss, einem Goldmolekül verschmolzen sind...
Werden sie aber nicht so einfach...
Alle Elemente versuchen die Oktettregel zu erfüllen, daher die äußeren Schalen voller Elektronen zu bekommen...Desweiteren kommen noch energetische Aspekte dazu...Gold ist da relativ komple, 2 Atome werden sich nicht so schnell zu einem Molekül zusammentun.
Bei Wasserstoff ist das dagegen sehr einfach:
Wasserstoff hat nur ein Elektron in seiner K-Schale,wo aber 2 reinpassen wurden. Also verbindet es sich mit einem anderen Wasserstoffatom zu einem H2 Molekül, sodass beide eine voll K Schale haben und die Oktettregel erfüllt ist.
1.
Natürlich sind sie nicht verschmolzen, sondern verbunden.Habe mich falsch ausgedrückt.
2. Würde jetzt theroetisch sagen ja, aber Gold kommt meines Wissens niemals als eigenes, elementares Goldmolekül vor...
3. Ja, bei chemischen Verbindungen geht es immer drum, dass die Stoffe ( nicht zwangsweise Elemente) ihre äußersten Schalen,gemäß der Oktettregel voll bekommen.
Die innerste Schale ist die K Schale, in der nur 2 Elektronen passen, danach passen in alle Schalen 8 Elektronen..
Du meist verbunden ? Verschmolzen wäre ja eine Fusion.
Aber wenn zwei verbundene Goldatome irgendwo herumschwirren, dann müsste man sie doch auch als Elementmolekül bezeichnen ?
Aber wenn sie es machen würden (kann ja vorkommen), dann ist es doch ein Elementmolekül?
Also geht es bei den Elementmolekülen in erster Linie darum, dass sie die äußere Schale vollbekommen ?