Lewis Formel Regeln bei Verbindungen
Hallo, im Grunde genommen verstehe ich das Prinzip der Lewis Schreibweise. Komme aber bei Verbindungen wie H202 (2er unten) durcheinander, was sich mit wemverbindet. Gibt es da bestimmte Regeln? Also ob alle 4 Sauerstoff ve sich mit einem anderen VE verbinden müssen? Bin verzweifelt!!
3 Antworten
Für die Verknüpfung der Atome sind ausschließlich die Valenzelektronen entscheident. Sauerstoff hat 6 und Wasserstoff 1 Valenzelektron, ergo müssen in dem Molekül 14 Elektronen verteilt werden.
Jetzt ist es noch gut zu wissen, weiviele Bindungen ein Atom überhaupt eingehen kann. Der Sauerstoff wird freiwillig nur max. zwei Bindungen eingehen, denn wenn er zwei Valenzelektronen mit zwei anderen Valenzelektronen teilt, dann erreicht er die Edelgaskonfiguration. Dass er im Fall vom H3O+ Ion auch dreibindig ist soll uns erstmal nicht interessieren. Der Wasserstoff kann genau eine Bindung eingehen, denn wenn er sein Valenzelektron teilt erreicht er die He-Konfiguration.
Da der Wasserstoff nur einbindig ist muss er an einen Sauerstoff gebunden sein, daraus ergibt sich die Verknüpfung H-O-O-H.
Auch der Trivialname Wasserstoffperoxid weist auf eine O-O-Verknüpfung hin.
- Nein, geradlinige Regeln, um aus einer Summenformel die Strukturformel einer Verbindung abzuleiten, gibt es nicht. Die einzige Regel, die immer gilt, lautet: Wasserstoff hat immer nur eine Bindung.
- Gerade bei Verbindungen mit vielen Atomen gibt es im allgemeinen aber viele Möglichkeiten, die Atome miteinander chemisch korrekt und potentiell existent zu verbinden. Diese Möglichkeiten werden Isomere genannt; schau mal unter Isomerie nach.
- Im konkreten Fall mit H2O2 gibt es natürlich bei bloß vier Atomen nicht viele Möglichkeiten. Da Wasserstoff nur eine Bindung bilden kann, muss jeweils ein Wasserstoffatom mit einem Sauerstoff verbunden sein und die beiden Sauerstoffe dann miteinander.
- Du schreibst von "vier Sauerstoffen". Da hast du dich verzählt H2O2 enthält zwei Wasserstoff und zwei Sauerstoff.
Hey,
hier mal eine ausführliche Erklärung.
Die Lewis-Formel
Die Lewis-Formel ist eine Schreibweise der Verbindung, die dir die Struktur einer Verbindung verdeutlicht. Allerdings gibt die keine Auskunft darüber, wie das Molekül räumlich gebaut ist. Durch die Elektronenpaarabstoßung erhalten Moleküle ihre "Form" die beiden H's stoßen sich ab, ebenso die freien Elektronenpaare. Bei CO2 liegt die größtmögliche Abstoßung bereits vor, deshalb ist es linear.
Vorgehen beim Zeichnen einer Lewis-Formel
Ich werde dir das Vorgehen am Beispiel Wasser verdeutlichen.
- Zuerst schaust du, in welcher Hauptgruppe das Element steht. Die Hauptgruppe gibt Auskunft darüber, wie viele Elektronen sich auf der äußersten Schale des Elements befinden. Schaust du in das Periodensystem, so wirst du feststellen, dass Wasserstoff (H) in der ersten und Sauerstoff (O) in der sechsten Hauptgruppe steht.
- Davon ausgehend kannst du die Struktur der einzelnen Elemente zeichnen. Im Anhang siehst du die Struktur von Wasserstoff und Sauerstoff. Bei Sauerstoff wird dir Auffallen, dass dort zwei Striche und zwei Punkte sind. Ein Punkt steht für ein einzelnes Elektron, ein Strich für ein Elektronenpaar.
- Du fragst dich jetzt sicher, warum ich da nicht drei Striche bei Sauerstoff gemalt hab? Das ist ganz einfach: Bei der Lewis-Formel wird das möglichst symmetrisch gezeichnet.
- Dies zeigt auch immer an, wie oft ein Element binden kann: Die Anzahl von Punkten zeigt, wie oft ein Element binden kann. Es kann höchstens vier mal binden. Sauerstoff kann zwei mal binden, Wasserstoff jeweils einmal (eigentlich ist es H2 da Wasserstoff ein BrINClHOF-Tier ist).
- Wenn eine Verbindung entsteht, ist immer die Oktettregel erfüllt: Jedes Element hat acht Elektronen auf seiner äußersten Schale. Bei Wasserstoff reichen zwei Elektronen, damit die Oktettregel erfüllt ist, da es in der ersten Periode nur zwei Hauptgruppen gibt.
Elektronenpaare
- Die Verbindung von Wasser siehst du im Anhang. Dort sind auch die Begriffe freies und bindendes Elektronenpaar aufgeführt. Ein freies Elektronenpaar ist ein Elektronenpaar, das nicht verbunden ist. Ein bindendes Elektronenpaar ist ein Elektronenpaar, welches zwei Elemente miteinander verbindet.
- In diesem Zusammenhang tauschen dann auch die Begriffe Einfachbindung, Doppelbindung und Dreifachbindung auf.
- Bei einer Einfachbindung ist nur ein bindendes Elektronenpaar zwischen zwei Elementen. Dies ist bei H2 der Fall.
- Bei einer Doppelbindung sind zwei bindende Elektronenpaare zwischen zwei Elementen. Dies ist bei O2 der Fall.
- Bei einer Dreifachbindung sind drei bindende Elektronenpaare zwischen zwei Elementen - bei N2 ist dies der Fall.
Dipole
- Wasser ist ein sogenannter Dipol. Man spricht von einem Dipol, wenn eine Verbindung eine polare ist.
- Bei Wasser würde O ein δ- und die beiden H's ein δ+ bekommen. Bei den δ's spricht man von Partialladungen.
- Das δ- kriegt immer das Element, welches die höhere Anzahl an Protonen hat, da es die Elektronen aufgrund der Anziehungskräfte näher zu sich "ran zieht". Die eine Seite ist somit etwas positiver, die andere Seite etwas negativer geladen.
- Wasser ist ja ein gewinkeltes Molekül. Wäre es linear, so wie z.B. CO2, und wäre es so gebaut, dass sich die Partialladungen aufheben, wäre es kein Dipol. da man durch das Wassermolekül aber eine Achse legen kann, ist es ein solches.
Elektronegativitäten
- Jedem Element kann man eine bestimmte Elektronegativität zuweisen. Der Physikchemiker (oder wie das heißt) Pauling hat eine solche Tabelle erstellt, wobei er Fluor mit einer 4,0 versehen hat - dieses Element hat nämlich nur zwei Außenschalen und dafür Verhältnismäßig viele Protonen, also zieht es auch entsprechend stark.
- Mit den Elektronegativitäten lässt sich ebenfalls feststellen, ob ein Dipol vorliegt. Das elektronegativere Element kriegt das δ-, das positivere (mit der kleineren Elektronegativität) das δ+.
- Man kann nun auch ΔEN, die Elektronegativitätsdifferenz, bestimmen. Ist diese kleiner als 1,7 , so liegt eine polare Bindung vor.
- Ist diese allerdings größer als 1,7 , so liegt eine Ionenbindung - meist ein Salz vor. HF aber hat eine größere ΔEN als 1,7 und ist kein Salz. Ausnahmen bestätigen die Regel ;-)
Da wären wir auch schon bei den Van-der-Waals-Kräften und der Wasserstoffbrückenbindung. Allerdings wäre das hier zu viel. Außer natürlich du willst es erklärt haben. Die Lewis-Formeln, die damit zusammenhängenden Dipole, Wasserstoffbrückenbindungen, Elektronegativitäten etc. umfassen ein weites Spektrum.
Bei H2O2 ist es etwas schwieriger. Hier hast du die zwei Sauerstoffatome aneinander, allerdings nur mit einem Elektronenpaar. Das Molekül ist - wie im Anhang erkennbar - gestreckt, die einzelnen Elektronen verbinden sich mit den freien Elektronen des Wassers - die Oktettregel stimmt. ;)
Ich werde es erstmal dabei belassen. Bei Fragen melde dich bitte, ich werde mir die Zeit nehmen und es dir nochmal erklären. Bitte entschuldige meinen langen Text.
LG ShD
