Wie kann Ozon polar sein?

3 Antworten

Von Experte MacMadB bestätigt

Nun,

Sauerstoff ist doppelt (3,5) bindig.

Bei einerm O = O - O - 3Eck bleibt immer eine Bindung frei.

Und die Doppelbindung ist nicht stabil, so dass immer auch ein positive Seite entsteht.

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Mehr muss man sich nicht merken.

Hansi

 - (Physik, Chemie, Wasser)

Das mittlere Sauerstoffatom muss seine Elektronen mit 2 anderen Sauerstoffatomen teilen, die äußeren Sauerstoffatome teilen dagegen nur mit dem einen in der Mitte. Dadurch sind die negativ geladenen Bindungselektronen ungleich verteilt, d.h. nach außen verschoben, sodass ein Dipol mit einer positiven Mitte und negativen Enden entsteht.

https://de.wikipedia.org/wiki/Ozon#/media/Datei:Ozon_Mesomerie.svg

https://www.relyon-plasma.com/glossary/ozon/

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
Von Experte Ralph1952 bestätigt

Gute Frage. Der erste Schritt zur richtigen Antwort ist: Die Symmetrie ist C₂ᵥ (die Sym­metrie eines gleich­schenke­ligen Dreiecks), und ein Molekül mit dieser Sym­metrie hat not­wen­diger­weise ein Dipol­moment, weil der Scheitel (das mittlere O) eine eindeu­ti­ge Vorzugs­richtung vorgibt.

Nun könntest Du Dich fragen, warum das Molekül diese komische Form hat und nicht linear oder gleichseitig–dreieckig ist. Ersteres wird durch die VSEPR-Regeln ausge­schlossen, zweiteres … hmm … naja, es kommt halt so raus, wenn man die Schrö­din­ger­gleichung für den Grundzustand betrachtet, und mir fällt kein gutes qualitatives Argument ein, warum es so und nicht anders sein muß. Es gibt aber wirklich einen an­geregten Zustand mit D₃ₕ-Symmetrie, der entsprechend kein Dipolmoment hat.

Eine andere Frage ist, warum das Dipolmoment so überraschend groß ist; zwischen Atomen desselben Elements würde man eigentlich keine hohe Polarität erwarten. Aber die Schrödingergleichung läßt dem Molekül keine andere Wahl: Die beiden höch­sten besetzten bindenden Orbitale haben mehr Elektronendichte an den beiden termi­nalen O-Atomen, und das bewirkt eine unsymmetrische Elektronenverteilung und ent­sprechend eine merkliche Trennung zwischen den Schwer­punkten der Kernladun­gen und er Elektronenladungen.

Wenn Du keine Quantenmechanik kannst, mußt Du Dich letztlich mit der Antwort zu­friedengeben, daß die Bindungssituation in diesem Molekül einigermaßen speziell ist, und daß es daher eine Handvoll Faustregeln, die sonst fast immer gelten, verletzen kann.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik