Warum haben manche Moleküle eine Zweifach- oder Dreifachbindung?
Für die Schule muss ich diese Frage beantworten und auf Google habe ich nichts passendes gefunden.
2 Antworten
Ich mache ein paar Beispiele.
Beim Stickstoff N fehlen 3 Elektronen zum Oktett (Edelgasstatus). Wenn das Gas Moleküle bildet (N2), werden von den beiden Atomen je 3 Elektronen gemeinsam genutzt, um auf diese Weise die fehlenden Plätze zu füllen (Dreifachbindung). Beim Sauerstoff sind es deren zwei (Doppelbindung).
Gesättigte Kohlenwasserstoffe haben zwischen den C-Atomen eine Einfachbindung und die restlichen Bindungen sind mit Wasserstoffatomen belegt. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit weniger H-Atomen haben dementsprechend Mehrfachbindungen zwischen den C-Atomen. Beispielsweise CH3-CH3 oder CH2=CH2.
Weil es verschiedene Orbitale gibt, die miteinander wechselwirken und eine Bindung bilden. Wenn eine Bindung gebildet wird, sinkt die Energie des Moleküls. Die Anzahl an Bindungen ist immer dadurch begrenzt, dass sich zu viele Elektronen abstoßen. Fünffachbindungen oder Sechsfachbindung sind bei manchen Metallen dennoch möglich.
Wenn nicht genügend Partner wie Wasserstoff da sind, bildet Kohlenstoff gerne Doppelbindungen (Alkene) und Dreifachbindungen (Alkine) mit sich selbst. Kohlenstoff ist aber fast das einzige Element, was da so flexibel ist.
Generell können sich Bindungen auch über mehrere Atome erstrecken (Mehrzentrenbindung) oder kreisförmig sein (Aromaten).
Stell dir die Elektronenorbitale als delokalisierte Wolken vor. Man kann Elektronen nicht genau messen ("lokalisieren") wie es bei Planeten möglich ist, das verbietet die Quantenmechanik.
Sauerstoff ist übrigens eine der wenigen Ausnahmen. Er hat keine Doppelbindung, sondern nur eine Einfachbindung und zwei ungepaarte Elektronen ("Diradikal") im Grundzustand, wie er in der Atmosphäre vorliegt. Deswegen auch ist er so ungewöhnlich unreaktiv und magnetisch.