Kann mir jemand dieses Arbeitsblatt erklären?
Ich versteh garnichts
1 Antwort
Hallo jucktnichtt20
zunächst einmal zu den Bedingungen, damit eine Wasserstoffbrückenbindung WBB zustande kommen kann. Das H₂O-Molekül ist dabei das 'klassische' Molekül zur Erläuterung
Die erste Bedingung:
Es muss ein H-Atom vorhanden sein, das an ein stark elektronegatives Atom gebunden ist. Im H₂O-Molekül ist dies der Fall. Das stark elektronegative O-Atom zieht die Bindungselektronen in den O-H-Bindungen zu sich. Dadurch werden die Bindungen polar mit einer partiell negativen Ladung am O-Atom und partiell positiven Ladungen an den H-Atomen. Durch den gewinkelten Bau des H₂O-Moleküls ist dieses ein permanenter Dipol.
https://www.chemiezauber.de/images/b1/schalenmodell/dipol-wasser-06.png
Die zweite Bedingung:
In einem anderen Molekül muss ein stark elektronegatives Atom mit (mindestens) einem freien Elektronenpaar vorhanden sein, das außerdem eine partiell negative Ladung trägt. Dieses freie Elektronenpaar übernimmt dann 'den Kontakt' zu einem H-Atom mit partiell positiver Längung. Das H₂O-Molekül erfüllt auch diese Bedingung, wie aus der Zeichnung oben zu sehen ist.
Dass man hier die Begriffe 'aktive Stelle' und 'passive Stelle' einführt, ist mir persönlich nicht bekannt, aber egal.
Sind diese Bedingungen erfüllt, können sich WBBs bilden:
https://www.chemiezauber.de/images/b1/wasser/Wasserstoffbruecken-Lewis.jpg
Dies wäre dann auch die Antwort zur Aufgabe 1 a.
WBBs und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen oder allgemeiner Van-der-Waals-Wechselwirkungen sind Bindungen zwischen Molekülen und bedeutend schwächer als z.B. kovalente Bindungen in Molekülen. Und auch zwischen WBBs und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen besteht ein deutlicher Unterschied. Die Art der Bindung bei WBBs, bei denen (jetzt beim Wasser) eine O-H-Bindung gelockert und dafür eine weitere O-H-Bindung zum Teil aufgebaut wird, ist deutlich stärker als die Wechselwirkung zwischen zwei Dipolen. Ganz grob ist die WBB bis zum Faktor 10 stärker als die Dipol-Dipol-Wechselwirkung.
In der zweiten Aufgabe sind einige Beispiele zu bewerten, ob WBBs möglich sind.
Der einfachste Fall ist dabei das Ethanol, das dem H₂O-Molekül vom Aufbau her am ähnlichsten ist und beide Bedingungen für WBBs erfüllt:
https://schulstoff.org/bilder/ethanol-wasserstoffbruecken.gif
Auch Methylamin CH₃NH₂ erfüllt durch das stark elektronegative N-Atom mit einem freien Elektronenpaar (passive Stelle) und den beiden partiell positiv geladenen H-Atomen (aktive Stelle) beide Bedingungen. Leider ohne Bild :)
Im Trimethylamin (CH₃)₃N ist zwar auch ein stark elektronegative N-Atom mit einem freien Elektronenpaar (passive Stelle) vorhanden, aber es fehlt ein partiell positiv geladenes H-Atom, also ein Molekül mit aktiver Stelle. Folge: keine WBBs.
Im letzten Beispiel geht es um Aceton und Wasser, CH₃COCH₃ und H₂O.
CH₃COCH₃ verfügt zwar auch über eine passive Stelle am O-Atom durch die polare C=O-Bindung. Wie beim (CH₃)₃N fehlt aber das Molekül mit der aktiven Stelle, ein partiell positiv geladenes H-Atom. Im Aceton allein ohne Wasser sind nur Dipol-Dipol-Wechselwirkungen vorhanden:
https://www.abiweb.de/assets/courses/media/image008-2-ca.jpg
Zusammen mit Wasser ist die Situation anders. Hier übernimmt das H₂O-Molekül die aktive Stelle und WBBs werden gebildet:
https://www.schullv.de/resources/images/chemie/desktop/keton_wasser.png
(Das R1 und R2 entspricht beim Aceton der CH₃-Gruppe)
LG