Woher weiß man, wann elemente (wie zB sauerstoff) in reaktionsgleichungen als molekül auftreten?
Ich habe da eine frage, die für viele wieder sehr naiv klingen wird, aber ich muss gestehen, dass ich das schon damals in der schule nicht verstanden hab: Woher weiß man, wann elemente (wie zB sauerstoff) in reaktionsgleichungen als molekül auftreten? Also als verbindung mehrerer gleicher atome, wie O2 (index)? Muss man einfach auswendig lernen, welche das sind, oder kann man das herausfinden (anhand des PSE evtl.)? Die sache mit dem ausgleichen in reaktionsgleichungen fällt mir an sich nicht schwer, da verstehe ich auch, woher die „indizes“ kommen, aber trotzdem gibt es ja manche elemente, von denen einfach sofort angenommen wird, das es ein zusammenschluss zum molekül ist. Beispiele: http://www2.lte.lu/chimie/cours9/04gleich/equi/equi.htm warum geht man zB beim 2. (alu-chlorid) einfach gleich von Cl2 aus? Und wieso reagiert ein O nicht einfach allein mit H2, sondern tritt als O2 auf, sodass man mehr Hs braucht?
4 Antworten
Man geht normalerweise davon aus, wie der betreffende Stoff natürlich als stabile Verbindung vorkommt. Ob das Element also Moleküle bilden will: Das ist bei Elementen der VII Hauptgruppe der Fall (Fluor, Chlor, ...) sie sind reaktiv. Man wird also kein einzelnes Fluoratom finden, weil es zu reaktiv ist.
Wenn wir von Gasen in der Luft ausgehen, musst du dir noch Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff merken.
Bei Elementen der 8.Hauptgruppe sind die Elektronen-Schalen dagegen bereits ausreichend besetzt - sie sind deswegen praktisch inert.
Du musst natürlich noch berücksichtigen, dass Elemente wie Sauerstoff zB auch als O3 vorkommen können - da gilt es dann unter welchen Bedingungen die Reaktion abläuft. Bei "normaler" Luft schreibst du aber einfach H2, N2, O2.
super, das klingt doch schon sehr verständlich :) also ist es im groben, für einen laien wie mich, doch einfach ein auswenidiglernen, oder?
denn soweit ich bisher weiß, tritt dies ja wirklich NUR bei diesen elementen auf, bei allen anderen beruht dieser "zusammenschluss" in den gleichungen (also der index) ja auf dem ausgleich der atome im gesamten produkt und nicht an eigenem bestreben "gleich und gleich gesellt sich gern" zu betreiben. richtig?
Wenn du dir merkst, dass die bei Raumtemperatur gasförmigen Elemente (mit Ausnahme der Edelgase) in Reaktionsgleichungen als zweiatomige Moleküle formuliert werden, hast du die wichtigsten Fälle bereits abgedeckt.
Lass mich ein bisschen ausholen, vielleicht hilft das beim Verständnis:
Sauerstoff tritt sowohl atomar auf, also als einzelnes Atom, das man dann O schreibt, als auch molekular, dann schreibt man es O2. Es ist nur so, dass der allergrößte Teil des Sauerstoffs als O2 vorliegt, weil der ist energetisch viel stabiler als atomarer Sauerstoff O. Deshalb formuliert man die Gleichungen auch als O2.
Warum tritt der Sauerstoff gerade zweiatomig auf und nicht 27-atomig? Ohne exakte Begründung, die extrem ins Detail gehen würde: Moleküle "wollen" immer vollständig mit Elektronen besetzte äußere Schalen haben. Das sind beim Wasserstoff 2 Elektronen und bei allen anderen 8.
Edelgase haben vollständig gefüllte Schalen, die sind zufrieden und bleiben alleine.
Wenn ein Element mit 1 oder 2 Elektronen in der äußersten Schale eins mit 6 oder 7 trifft, gibt es sein Elektron an den Reaktionspartner ab. Dann hat der eine seine äußerste Schale ganz leer respektive die nächstinnere ganz voll, das andere hat seine Schale gefüllt und alle sind zufrieden. Dabei laden sich die Atome elektrisch. Der Fachbegriff dazu heißt Ionenbindung.
Beispiele: NaCl, MgCl2, KBr, Na2O
Wenn sich zwei Atome treffen, die beide fast volle Schalen haben, können sie sie Paare von Elektronen teilen. Beispiel: 2 Chlorteilchen - jeweils mit 7 Elektronen der äußersten Schale ausgestattet - teilen sich ein Elektronenpaar, Das Ergebnis ist Cl2 und beide haben dann 8 Elektronen, 7 eigene und noch eines vom geteilten Elektronenpaar.
2 Sauerstoffteilchen können sich zwei Elektronenpaare teilen und es bildet sich O2. Beide Atome haben wieder ihre 8 Elektronen, 6 eigene und 2 von den beiden geteilten Elektronenpaaren.
Beim Stickstoff kommt wieder N2 heraus, der Grund sind die 5 eigenen Elektronen, teilt man sich 3 Elektronenpaare, haben beide ihre 8.
Treffen sich z.B. Wasserstoff und Sauerstoff, so können sich beide Wasserstoffatome ein Elektronenpaar mit dem Sauerstoff teilen. Dann haben beide H-Atome je zwei Elektronen (jeweils das eigene und ein dem O-Atom geteiltes) und die Schale ist voll. Beim Wasserstoff passen ja nur 2 in die äußere Schale. Das O-Atom hat 6 eigene Elektronen und es kommen 2 dazu, jeweils eins von dem geteilten Elektronenpaar des Wasserstoffs. Deshalb bildet sich H2O und nicht irgendein anderes Verhältnis.
Das Stichwort zu dieser Art der Bindung heißt Molekülbindung oder kovalente Bindung.
Nachdem ein paar Moleküle ganz oft wiederkehren, merkt man sich deren Zusammensetzung irgendwann auswendig. Aber Du solltest verstehen können, warum die Zusammensetzung gerade so ist.
Probier mal zur Übung CO2, CCl4, MgI2, K2S, CaS, CH4.
Wenn Dus nicht checkst, dann frag einfach nochmal nach!
Viel Spaß noch, es ist gar nicht so schwierig.
Am besten, man lernt es auswendig. Später kann man es vielleicht auch verstehen, wenn man sich länger damit befasst. Das grösste Molekül ist übrigens der Diamant (C unendlich)
Allein an der Hauptgruppe kannst du es also nicht festmachen - ob ein Element mit sich selbst Moliküle bilden will, hängt auch von der Atomgröße und der Elektronegativität ab.