Ozon Strukturformel?

2 Antworten

Von Experte willi55 bestätigt

Ozon hat die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks (mit einem Winkel von 116° am Scheitel). Wenn ich Dich richtig verstehe, dann fragst Du, warum das so ist, und war­um das Molekül nicht einfach ein gleichseitiges Dreieck (mit 60°-Winkeln überall) bil­det, das wäre ja symmetrischer und vermutlich stabiler.

Zunächst mal: Beide Struktur-Vorschläge stehen in Einklang mit der Oktett-Regel, je­des O-Atom hat also seine acht Elektronen. Für die gleichschenkelige Struktur spricht, daß Atome keine spitzwinkeligen Bindungen eingehen wollen, für die gleich­seitige spricht, daß in ihr keine Formalladung vorkommen.

Im Endeffekt gibt es also keine Faustregel, welcher der beiden Strukturen stabiler ist; da O₃ isoelektronisch zu NO₂¯ ist, sollten beide dieselbe Struktur haben, aber das hilft nur weiter, wenn Du weißt, wie Nitrit aussieht.

Quantenchemische Rechnungen zeigen eine überwältigende Bevorzugung der gleich­schenkeligen Form. Die gleichseitige Form kommt zwar bei Rechnungen auch als ge­bunden her­aus, aber immer mit wesentlich höherer Energie. Soviel ich weiß, gibt es kei­ne experimentellen Hinweise auf eine gleichseitige Form, sondern alle Befunde (Mikro­­wel­len­spek­tro­skopie, Photo­dissoziation) sind mit dem gleichschenkeligen Drei­eck ver­träg­lich (und das Molekül ist experimentell sehr gut untersucht). Es kann also leicht sein, daß die gleichseitige Form gar nicht existiert, sondern nur ein Artefakt der quanten­chemischen Näherungen ist.

Grund dafür, dass sich kein ringförmiges Ozon bildet, könnten die unterschiedlichen Bindungsenergien sein.

Für O-O: 144 kJ/mol

Für O=O: 498 kJ/mol

Daraus geht hervor, dass Doppelbindungen beim Sauerstoff energetisch begünstigt sind, einfach weil sich die freien Elektronenpaare bei der niedrigen Bindungslänge abstoßen.

Zudem sind im weißen Phosphor die Atome nicht im Dreieck, sondern tetraedrisch angeordnet, also jedes Phosphor Atom hat jeweils drei Bindungen zu weiteren Phosphor Atomen.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemieingenieurwesen (in progress)