Warum ist Bleisulfid PbS und nicht PbS2?
Servus,
ich wundere mich gerade, warum die Bleisulfid die Formel "PbS" hat.
Pb, sprich Blei, hat ja 4 Außenelektronen, während Schwefel 6 Außenelektronen hat.
Pb hat die Wertigkeit 4, S die Wertigkeit 2. (Wertigkeit = freie Außenelektronen)
Kleinstes gemeinsames Vielfaches ist ja 4, also wird bei Schwefel ja mit 2 auf 4 multipliziert.
Müsste die Formel nicht: PbS2 lauten?
2 Antworten
Der Erklärung von @ThomasJNewton kann ich nur zustimmen.
Eine weitere Möglichkeit um dieses Phänomen zu erklären, ist, dass der elektronische Grundzustand der vierten Hauptgruppe s²p² ist. Das heißt, dass das s-Orbital vollständig besetzt ist, während formal nur zwei von drei p-Orbitalen einfach besetzt sind. Folglich könnten nur zwei Bindungen ausgebildet werden, was auf Bleisulfid zutreffen würde.
Die eigentliche Frage ist also, warum Kohlenstoff, Silicium, Zinn und Germanium bevorzugt vier Bindungen ausbilden.
Dies ist auf eine energetische Anregung eines Elektrons aus dem s-Orbital in das leere p-Orbital zurückzuführen. Folglich liegt die Elektronenkonfiguration s1p3 vor. Die Energie für die Anregung des Elektrons (Promotionsenergie) wird dabei durch die Bindungsenergien der vier Bindungen kompensiert.
Beim Blei jedoch liegen teilweise nicht derart hohe Bindungsenergien vor, weswegen es nicht zur Promotion des Elektrons aus der s-Schale kommt. Dennoch gibt es Bleiverbindungen, wie Bleidioxid, bei denen die nötige Promotionsenergie aufgewendet wurde. Jedoch sind diese instabiler als ihre Pendants aus der vierten Hauptgruppe. Bleidioxid ist beispielsweise ein starkes Oxidationsmittel.
~Johannes
Bei den schweren Hauptgruppenelementen macht sich zunehmend der Effekt bemerkbar, dass die beiden Elektronen der äußersten Schale unangreifbar werden.
Da der letztlich auf der Relativitätstheorie beruht, ist er auch als Relativistischer Effekt bekannt, oder einfach als Effekt des inerten Elektronenpaares / inert pair effect.
Beim Zink sind +2 und +4 noch etwa gleich stabil, beim Blei braucht man für OZ +4 schon kräftige Oxidationsmittel wie Fluor oder Sauerstoff, Schwefel schafft das nicht.