Warum besteht Sauerstoff aus Molekülen und nicht aus einzelnen Atomen?
4 Antworten
Das Wort "Sauerstoff" an sich beschreibt ja das Element - somit *besteht* Sauerstoff immer aus Atomen (deren Atomkern 8 Protonen enthält). Wann immer jedoch ein Stoff, der keine volle äußere Elektronenschale hat (die "Valenzelektronen") versucht er mit allen Mitteln diese voll zu bekommen. Metalle beispielsweise erreichen dieses Ziel annähernd indem sie Elektronen abgeben bis die übrige Schicht eine stabile Konstellation hat (vereinfacht: eine abgeschlossene Elektronenhülle) - diese abgegebenen Elektronen schwirren dann zwischen allen Atomen des Metallgitters als Elektronengas herum. Nichtmetalle jedoch neigen dazu sich mit anderen Elementen zusammen zu tun und ihre Außenhülle zu füllen indem sie sich Elektronen teilen.
Sauerstoff steht in der 6. Hauptgruppe - hat also 6 Valenzelektronen und braucht noch 2 e- um eine volle Schale zu haben (korrekter: um seine p-Orbitale zu füllen, aber das spielt jetzt keine Rolle). Diese holt er sich entweder von einem Metall (Was zB. zu steinen führt, die chemisch oft Metalloxide oder generell Verbindungen aus Metall-Nichtmetall sind) ODER er teilt sich Elektronen mit einem anderen Stoff der Grade da ist - bei elementarem Sauerstoff ist das dann ein anderes Sauerstoffatom. Von diesen behält dann jedes 4 für sich und gibt 2 in zwei "geteilte" Elektronenpaare, damit beide in ihrer Außenhülle 8 haben und glücklich sind.
Kein Problem - in Kurzform wäre das (siehe fettgeschriebenes): um die "Edelgaskonfiguration" von (hier) 8 Valenzelektronen zu erreichen, teilen sich zwei Sauerstoffatome 4 Elektronen/2 Elektronenpaare (6+6=12 -> wenn jeder 4 eigene und 4 geteilte hat haben beide 8) -- <O=O> . Wäre ein Sauerstoffatom alleine wäre es damit so "unglücklich" dass es mit einer anderen Substanz reagieren würde um sich wieder Elektronen teilen zu können. Im Endeffekt: Es will immer 8 Valenzelektronen haben. Sauerstoff ist nie alleine - nicht nur als Metalloxide(Steine etc) kommt es vor, sondern es teilt sich ebenso wie oben beschrieben auch z.B. im Wasser (H2O) mit dem Wasserstoff und in CO2 mit dem Kohlenstoff elektronen. Sauerstoff alleine, mit weniger als 8 Außenelektronen - egal ob angenommen oder geteilt - wäre nicht stabil.
Weil ein Sauerstoffatom einen Kern mit 8 Protonen hat. Und von den 8 positiven Ladungen nur 2 von den Elektronen der 1. Schale praktisch abgeschirmt oder neutralisiert werden.
Somit hat ein Sauerstoffatom 6 nach außen wirksame positive Ladungen.
Und die ziehen eben alles negative an, was nicht bei Drei auf den Bäumen ist, zur Not auch die Elektronen eines anderen Sauerstoffatoms.
Und wenn Sauerstoffatom 1 die Elektronen des Sauerstoffatoms 2 anzieht, und Sauerstoffatom 2 die Elektronen des Sauerstoffatoms 1 anzieht, dann rücken halt die Sauerstoffatome zusammen, und bilden ein Molekül.
Ist nicht so das, was man in der Schule an Erklärungen hört?
Ist aber richtig, und die einfachere Erklärung, wenn man die Formeln und das Rechnen und die Benotung mal vergisst.
Und wenn dann 7 andere Sauerstoffatome in der nähe sind dann bildet sich ein Molekül mit 7 Atomen?
Nein. Und Rechnen bildet.
Es gibt Sauerstoff-Moleküle mit 2 Atomen, mit 3, mit 4 und vielleicht auch mit 8.
Kurzzeitig in irgendeinem Labor vielleicht auch mit 7, aber davon würde ich nichts erfahren, sowas kommt nicht in den Nachrichten, und wird nie und nimmer in die Lehrbücher oder Wikipadia einfließen.
Willst du mich provozieren? Kannst du nicht!
Deine Wahl zur Hilfreichsten Antwort kann nicht darüber hinwegtäuschen, dass du blutiger Anfänger bist.
Wenn du Fragen hast, stelle sie, aber bitte nicht im Dialog mit mir.
Ganz einfach: durch die Doppelbindung zu einem anderen Sauerstoffatom ist die Oktettregel erfüllt, was energetisch besonders günstig ist. Deshalb ist molekularer Sauerstoff stabiler als atomarer - das gilt auch für alle anderen, bei Raumtemperatur gasförmigen Stoffe (mit Ausnahme der Edelgase - die haben ihr Elektronenoktett ja schon und sind somit ziemlich inert).
Sauerstoff tritt eben chemisch molekular auf. Das heißt, das sich zwei Atome aneinanderlagern. Warum das so ist? Das liegt an einer speziellen chemischen Bindung.
Gruß
JM
Wie soll er anders als "chemisch" auftreten, wenn man über Chemiefragen spricht?
Er tritt übrigens nicht nur zweiatomar auf, und wenn, in 3 bekannten Formen.
Und wie speziell der "normale" Sauerstoff ist, wird in der Schule nicht gelehrt, zumindest vor der Oberstufe. Weil das erst 3 Schritte weiter verständlich wird.
Ich schreibe am Montag eine Chemie Arbeit und muss die Antwort auf meine Frage also wissen...Finde ich richtig nett, dass du dir Zeit nimmst und einen so langen Text schreibst... aber geht auch eine Kurzform? :)