Ist die Lewis-Formel richtig angewendet?
Chemie
2 Antworten
Moin,
ich nehme mal Bezug auf deinen Kommentar auf die Antwort von theantagonist18...
Die Lewisformel von Aluminiumchlorid ist komplizierter, zumal Aluminiumatome nur drei einzelne Valenzelektronen besitzen und kein nichtbindendes (freies) Elektronenpaar wie du zu glauben scheinst. Jedenfalls hast du es so beschrieben, als du von "drei Punkten" und "einem Strich" geschrieben hast.
Tatsächlich gehst du von folgenden Einzelbausteinen aus:
Al mit drei Punkten drum herum; 3 x Cl mit jeweils einem Punkt und drei Strichen drum herum. Laut Lewis-Formel stehen die Punkte ja bekanntlich für ungepaarte Elektronen, während Striche Elektronenpaare symbolisieren. Befinden sich die Striche um ein Elementsymbol angeordnet, handelt es sich um Elektronenpaare, die im selben Orbital als nichtbindendes oder auch freies Elektronenpaar zum jeweiligen Atom gehören. Befindet sich der Strich dagegen zwischen zwei Elemensymbolen, so stellt er ein bindendes Elektronenpaar dar. Soweit so gut...
Das Problem beim Aluminiumchlorid ist, dass du beim Aluminiumatom eine Elektronenlücke hättest, wenn du einfach nur die drei ungepaarten Elektronen des Aluminiums mit jeweils dem einen ungepparten Elektron der Chloratome paaren würdest. Dann hätten zwar alle drei Chloratome die angestrebten acht Elektronen (jeweils drei nichtbindende plus ein bindendes Elektronenpaar), aber Aluminium hätte nur sechs Elektronen (nämlich die drei bindenden Elektronenpaare zu den drei Chloratomen).
Dieses Problem kann aber dadurch gelöst werden, dass eines der Chloratome eines seiner nichtbindenden Elektronenpaare dem Aluminiumatom zur Ausbildung einer weiteren Bindung zur Verfügung stellt. Etwa so:
Cl – Al = Cl
I
Cl (gezeigt sind nur die bindenden Elektronenpaare)
Dann hätten alle Bindungspartner acht Elektronen und wären "zufrieden". Weil aber das zweite Elektronenpaar der Doppelbindung vollständig vom Chloratom geliefert wird, hätte Aluminium nun - wenn man die Elektronen sämtlicher Bindungen gerecht aufteilen würde - plötzlich ein Elektron mehr, als es ein Aluminiumatom eigentlich hat. Es hat nämlich drei Valenzelektronen und hätte nun (nach der gerechten Teilung) vier! Umgekehrt hätte das Chloratom, das das zweite bindende Elektronenpaar geliefert hat, nach der gerechten Teilung aller Bindungselektronen nur noch sechs Valenzelektronen (vier aus den übriggebliebenen zwei nichtbindenden Elektronenpaaren plus zwei aus der Doppelbindung zum Aluminium). Da aber ein normales Chloratom sieben Valenzelektronen hat, würde es hier quasi ein Elektron weniger aufweisen. Deshalb schreibt man an das Aluminiumatom in der Lewisformel von Aluminiumchlorid ein hochgestelltes Minuszeichen und umkreist es. Das symbolisiert eine negative Formalladung. Eine Formalladung ist keine real auftretende Ladung (wie etwa die Ladung in einem Ion), sondern zeigt an, dass ein Bindungspartner plötzlich durch die Bindungen über mehr oder weniger Elektronen verfügt, als ihm eigentlich in Atomform zustünden.
Umgekehrt muss das Chloratom, das nun ein Elektron weniger aufweist, eine positive Formalladung (Pluszeichen im Kreis) erhalten.
Eigentlich ist das Chloratom, das die Doppelbindung ausbildet "nicht glücklich" darüber, dass es eine positive Formalladung trägt, weil Chlor ziemlich an Elektronen interessiert ist. Dieser kleine Wehrmutstropfen wird aber durch drei Aspekte aufgehoben: Erstens ist Chlor "lieber" mit Aluminium verbunden als mit sich selbst, weil es die bindenden Elektronenpaare aufgrund seiner höheren Elektronegativität stärker zu sich heranziehen kann, als wenn der Bindungspartner ein gleich elektronegatives anderes Chloratom ist. Zweitens handelt es sich ja nicht um eine echte Ladung, sondern nur um eine Formalladung (also eine rein formale Angelegenheit). Und vor allem drittens kann die Last der positiven Formalladung auf "drei Schultern" verteilt werden, denn das Chloratom, das die Doppelbindung zum Aluminiumatom in der Darstellung oben ausgebildet hat, kann sich das "gespendete" eine bindende Elektronenpaar zurückholen, wodurch eines der beiden anderen Chloratome eines seiner freien Elektronenpaare zur Verfügung stellt.
In Wahrheit trägt somit jedes der drei Chloratome nur zu einem Drittel die "Last" einer postiven Formalladung. Das Aluminiumatom ist dabei formal immer negativ geladen, aber das ist dem Aluminiumatom "angenehm", weil es auf diese Weise seine Elektronenlücke geschlossen halten kann.
Um also die Bindungsverhältnisse im Aluminiumchlorid korrekt in einer Lewisformel darzustellen, musst du eine echikge Klammer schreiben, in die du drei Formeln schreibst, in denen jeweils eines der drei Chloratome eine Doppelbindung zum Aluminiumatom ausgebildet haben. An jedes Aluminiumatom in dieser Darstellung musst du ein Minuszeichen in einem Kreis setzen und an jedes Chloratom, das gerade die Doppelbindung ausgebildet hat, schreibst du ein Pluszeichen in einem Kreis. Die mit einer Einfachbindung ausgestatteten Chloratome haben um sich herum noch drei Striche, das Chloratom mit der Doppelbindung nur zwei. Zum Schluss zeichnest du zwischen die drei Lewisformeln in der eckigen Klammer noch einen Pfeil mit jeweils einer Spitze an jedem Ende. Die Spitzen zeigen in entgegengesetzte Richtungen. Auf Schlau sagt man zu dieser Darstellung: Aluminiumchlorid ist mesomeriestabilisiert, weil alle drei Chloratome abwechselnd positiv formalgeladen sein können.
Ach ja... Da Aluminiumchlorid ein Produkt aus der Reaktion eines Metalls (Aluminium) und eines Nichtmetalls (Chlor) ist, hat es außer seiner mesomeriestabilisierten Lewisformel noch einen gehörigen Anteil von Ionenbindungen (Al^3+ und 3 Cl^–)...
So, nun weißte fein Bescheid...
LG von der Waterkant.
Auf welches Beispiel?
Ich hatte ein Bild, aber ist anscheinend nicht hochgelade. Aluminiumfluorid (AlF3): Ein Al. Ein strich und. drei Punkte. Jeder Punkt ist mit einem Punkt von einen der drei F's verbunden. Jedes F hat noch drei Striche