Was sind antibindende Elektronen?
2 Antworten
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In den bekannten Lewisformeln gibt es bindende und freie Elektronenpaare. Das klappt in den meisten Fällen, kann aber nicht erklären, dass der normale Sauerstoff O₂ zwei ungepaarte Elektronen hat.
Daher gibt es das Molekülorbital, MO-Modell. Dem nach kombinieren sich die Orbitale der beteiligten Atome zu (energieärmeren) bindenden und (energiereicheren) antibindenden Orbitalen.
Sauerstoff hat demnach - nur die Orbitale der 2. Schale betrachtend - 8 Molekülorbitale, aus den 8 Atomorbitalen (4 pro Atom) gebildet. Die bindenden sind alle besetzt, macht 4 Bindungen. Von den antibindenden ist eines doppelt besetzt, 2 aber nur einfach, eines ist unbesetzt. Macht 1+2/2=2 Antibindungen.
Die Bindungsordnung ist also 4-2=2, entsprechend einer Doppelbindung.
Sieh dir mal ein Bild dazu an: https://de.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BClorbitaltheorie#/media/Datei:MO_Triplett_O2.svg
Und zur Klarstellung: der normale Sauerstoff mit den beiden ungepaarten Elektronen heißt Triplett-Sauerstoff. Es gibt auch 2 Formen des O₂ mit gepaarten Elektronen, Singulett-Sauerstoff, aber die sind sehr instabil.
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Was heißt brauchen? Die Atomorbitale kombinieren sich nun mal zu bindenden und antibindenden Molekülorbitalen. Nennt sich LCAO.
In einem Wasserstoffatom ist nur das bindende MO besetzt, mit den 2 Elektronen. In einem hypothetischen Heliumatom wären beide besetzt, mit jeweils 2 Elektronen, woraus keine Bindung resultiuert.
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Das sind Elektronen in antibindenden Molekülorbitalen.
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Und warum heißen sie so? Wo ist der Unterschied zu bindenden Elektronen?
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Bindende Elektronen verstärken eine chemische Bindung, antibindende schwächen sie. Das liegt aber nicht an den Elektronen, sondern an den Orbitalen bzw. deren Form.
Wozu brauchen wir Antibindende Orbitale?