Lewis-Formel Kohlenstoffmonoxid?
Ich habe bei mir im Chemiebuch eine Aufgabe, bei der ich einfach nicht weiter komme...ich schreibe morgen eine Arbeit, deshalb übe ich alle Aufageb, die es gibt... Die Aufgabe ist: Welche der folgenden LEWIS-Formeln sind korrekt...Korrigiere! Es gibt vier Stück, drei davon habe ich geschafft, nur bei einer komme ich absolut nicht auf die richtige Lösung... Die abgesbildete Lewis-Formel hat C mit einem nichtbindenden Elektronenpaar und drei mit O bindenden Elektronenpaarbindungen...bei O genau das gleiche...ein nichtbindendes Elektronenpaar und drei bindendende Elektronenpaare mit C.
Das stimmt ja nicht, weil bei C dann 5Elektronen sind, es hat aber nur vier. Bei O stimmt es auch nicht weil da dann ja 5 statt 6 sind...kann mir jemand helfen???
Und bitte keine fiesen Antorten oder fachsprachliche...bitte ganz einfache und gut verständliche Erklärungen!!! Danke
2 Antworten
Die Darstellung von Trummler ist zwar richtig, aber ich weiß nicht, ob Du mit sogenannten Grenzstrukturen schon etwas anfangen kannst.
Kurz gesagt: Deine Vorstellung des Sachverhaltes ist richtig.
Tja, der Kohlenstoff hat vier (Valenenz)elektronen, der Sauerstoff sechs. Also hast Du 10 Elektronen oder 5 Elektronenpaare. Wie teilt man das auf zwei Atome auf, unter Berücksichtigung der 8-E-Regeln?
Gibt nur eine Lösung: |C≡O|
Das sieht man, indem man es ausprobiert. Oder, indem man sich daran erinnert, daß Stickstoff genau 10 Elektronen hat und daher die Lösung vorgibt.
Wenn man die Bindungselektronenpaar in der Mitte aufteilt, dann sieht man, daß in dieser Zählung der Kohlenstoff fünf und der Sauerstoff auch fünf Elektronen hat, also eines zu viel bzw. eines zu wenig. Man sagt aus: Der Kohlenstoff hat eine negative und der Sauerstoff eine positive Formalladung.
Formalladungen sind, naja, ziemlich formal. Sie haben nichts mit Oxidationsstufen zu tun (bis auf die Gemeinsamkeit, daß die Summe aller Formalladungen die Gesamtladung des Teilchens ergibt). Und sie haben definitiv gar nichts mit Partialladungen zu tun. Kohlenmonoxid ist ziemlich unpolar (es hat nur ein sehr kleines Dipolmoment), und keinesfalls eine „ionenartige“ Verbindung.
Du nimmst am Anfang des Postings auf Formalladungen Bezug. Es ist nicht so, daß der Sauerstoff im realen Molekül eine volle reale positive Ladung trägt und der Kohlenstoff eine negative. Es ist eher eine winzige Partialladung (das Dipolmoment ist klein).
Diese Formalladungen sind ein Hilfsmittel zum Elektronenzählen. Sie sagen bestenfalls sehr wenig über die Ladungsverteilung im realen Molekül aus.
Mir fallen tatsächlich keine anderen Moleküle ein, in denen Sauerstoff eine Dreifachbindung eingeht (das O₂-Dikation wäre ein Kandidat). Das kommt eben aus der Arithmetik der QM so raus.
Daß CO sehr reaktionsfreudig ist, stelle ich in Abrede. Womit reagiert es denn bei vernünftiger Temperatur? Ja, es bildet gerne Metallkomplexe, aber dabei bleibt die Bindungssituation ja ungefähr erhalten. Sonst reagiert es eigentlich so gut wie nichts, nicht einmal mit Wasser, obwohl es ja das Anhydrid der Ameisensäure ist. Um aus CO und Natronlauge das Natriumformiat zu machen, braucht es abartige Bedingungen.
CO + NaOH ⟹ HCO₂Na
Und was kann es sonst noch, außer Hochofen bei Rotglut, Synthesegas bei 400°C mit ausgefeilten Katalysatoren und Verbrennen mit Sauerstoff? Gattermann–Koch ist so ziemlich die einzige Reaktion, die mir jetzt einfällt die (a) ein nützliches Produkt liefert und (b) keine brutalen Bedingungen braucht.
C₆H₅–H + CO ⟹ C₆H₅–CO–H
(also so eine Art Friedel–Crafts-Reaktion mit CO bzw. dem Intermediat H–CO–Cl als angreifendes Teilchen; braucht AlCl₃ als Katalysator).
Mit geringer Übertreibung kann man sagen, daß CO unter Laborbedingungen ein ziemlich toter Hund ist.
Das Problem deiner Antwort ist eigentlich nur, dass du die Ladungsdifferenzen nicht beachtet hast; Das Kohlenstoffatom ist negativ, das Sauerstoffatom positiv geladen. Sauerstoff kann normalerweise höchstens eine #Doppelbindung eingehen, bei CO jedoch eine #Dreifachbindung. Dies ist jedoch nur möglich, indem das Kohlenstoffatom dem Sauerstoff eines seiner Valenzelektronen "ausleiht". Dies muss dann jedoch hervorgehoben werden (mit + und –)... :-T
Da der Kohlenstoff dem Sauerstoff ein Elektron geben muss und so eine Ladungsverschiedenheit auftritt, ist die Verbindung "Kohlenmonoxid (CO)" sehr Reaktionsfreudig und deshalb "ziemlich" giftig.
LG Tobi