Chemie: Atombindung

• Bindende Elektronenpaar
• Nicht bindende Elektronenpaare
• Elektronenpaar
• Doppelbindung
• Dreifachbindung

Eine Atombindung nennt man auch eine kovalente Bindung. Wenn zwei Atome sich ein Elektronenpaar teilen, wie zum Beispiel Salzsäure (HCL). Chlor und Wasserstoff sind instabil, weil beide Elemente nicht die Oktett-Regel erfüllen. Chlor hat sieben Außenelektronen. Wasserstoff hat nur ein Valenzelektron. Beide Stoffe ergänzen sich gegenseitig, weil dem Chlor noch ein Elektron zum Edelgaszustand fehlt. Die Atome „teilen“ sich das Elektronenpaar, sodass beide einen stabilen Zustand erreichen. Es entsteht eine stabile Atombindung.

Elektronenpaar

• Bindendes Elektronenpaar
• Atombindung
• Einfachbindung
  Elektronenpaar
• Nicht bindendes Elektronenpaar
• Freie Elektronenpaare
  Das Element Sauerstoff besitzt sechs Valenzelektronen. Wenn Sauerstoff auf Sauerstoff trifft, verbinden sich die „freien Elektronen“. Ein Elektronenpaar entsteht.
  Elektronenpaar:
• Anzahl: 2/Doppelbindung

• Anzahl: 3/ Dreifachbindung

  Versuchsprotokoll

Frage: Wieso wird der Wasserstrahl zum Stab hin abgelenkt?
These: Weil der Stab elektrisch geladen ist.
Materialien: Auf der Skizze sollten folgende Dinge zu sehen sein: Bürette, Wasser, Stab(Kunststoff), Wasser, große Petrischale,

Durchführung: Man füllt die Bürette mit Wasser und stellt eine große Petrischale unter die Öffnung. Dann wird die Bürettenöffnung geöffnet, sodass Wasser rausläuft. Durch Reibung wird der Stab mit einem Tuch elektrisch aufgeladen. Dann hält man den elektrisch aufgeladenen Stab an den Wasserstrahl und beobachtet.
Beobachtung: Man konnte sehen, dass das Wasser (beim Anhalten des elektrischen Stabes) aus seiner senkrechten Fallrichtung abgelenkt wird.

Deutung: Der Wasserstrahl wird aus seiner Richtung abgelenkt, weil das Wassermolekül besonders aufgebaut ist. Das Wassermolekül setzt sich aus zwei Wasseratomen und einem Sauerstoffatom zusammen. Diese werden über eine Atombindung miteinander verbunden. Die drei Atome hängen in einem Winkel von 105 Grad auseinander. Es handelt sich um eine polare Atombindung, weil die Elektronegativität von Sauerstoff, größer ist als die von Wasserstoff. Der Sauerstoff zieht das bindende Elektronenpaar näher an sich heran und weg vom Wasserstoff. Das Wassermolekül ist eine chemische Verbindung aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Bei dieser Atombindung sind die H-Atome partiell positiv geladen, und das O-Atom partiell negativ. Die Elektronegativitätsdifferenz beträgt 1,24 und ist somit größer als 0 und kleiner als 1,7. Es handelt sich um eine polare Atombindung. Das bedeutet, dass das innere des Moleküls entweder positiv oder negativ geladen ist und dass das Elektronenpaar von einem Atom stärker angezogen wird. Der Sauerstoff hat eine höhere Elektronegativität und zieht so das bindende Elektronenpaar an sich heran und weg vom Sauerstoff. Dabei handelt es sich um eine Teilladung. Daraus ergibt sich eine unsymmetrische Ladungsverteilung.

Elektronegativität
EN> 1,7 = Ionenbindung
EN< 1,7 = Atombindung

Ionenbindung: nichtmetall+ metall, die Elektronegativitätsdifferenz ist größer als 1,7.
Atombindung: metall+ metall, die Elektronegativitätsdifferenz ist kleiner als 1,7.

Die Elektronegativität ist die Fähigkeit bindende Elektronen anzuziehen.

Was ist ein Dipol?
Es gibt Einfachbindungen, Doppelbindungen und Dreifachbindungen. Teilladungen nennt man Partialladungen. Wasser ist ein Dipol. Di bedeutet zwei.
Der griechische Präfix di-, bedeutet zwei-, also ein Zweifachpol. Bei einem Dipol ist die Elektronegativität immer über 0,4. Ein Dipol besteht aus einem positiven und einem negativen Pol. Ein Dipol ist eigentlich nur eine Anordnung zweier gleich großen elektrischen Ladungen oder elektrischen Pole mit entgegengesetzter Polarität.
Wie entsteht ein Dipol?
Ein Dipol entsteht wenn zwei Moleküle mit stark unterschiedlicher Elektronegativität, eine Bindung eingehen.

EN < 0,5 unpolar (Atombindung)
EN < 1,7 polar (Atombindung)
EN > 1,7 Ionenbindung

Wasserstoffbrückenbindung
Ein Wasserläufer hat einen perfekten Körperbau. Er ist 1cm lang und wiegt nur etwa 1gramm. Er besitzt insgesamt sechs Beine (zwei vorne und vier hinten). Durch seine sechs langen Beine verteilt er sein Gewicht auf eine große Fläche. Seine Beine liegen nur auf der Wasseroberfläche, weil sich viele wasserabweisende Härchen an seinen Beinen befinden, sodass sein Gewicht auf eine noch größere Fläche ausgedehnt (verteilt) wird. Durch die Anziehungskraft der Wassermoleküle entsteht eine Oberflächenspannung. Wasser hat eine Oberflächenspannung von etwa 72,75 mN/m bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius. Die Oberflächenspannung muss durchbrochen werden. Der Wasserläufer ist zu leicht um die Oberflächenspannung zu durchbrechen. Eine Wasserstoffbrückenbindung entsteht zwischen zwei Molekülen, wenn die Wasserstoffatome an besonders stark elektronegativen Atome, wie zum Beispiel Fluor gebunden sind. Es ziehen sich benachbarte Wassermoleküle gegenseitig an, weil sie abwechselnd unterschiedlich geladen angeordnet sind. So wird eine Wasserstoffbrückenbindung gebildet. Die WBB ist ein Sonderfall der Dipo-Dipol Wechselwirkung. Eine Wasserstoffbrückenbindung ist nur 5 Prozent so stark, wie eine kovalente Bindung. Aus diesem Grund handelt es sich bei der Wasserstoffbrückenbindung nicht um eine Bindung, sondern um eine Anziehung. Der Stoff „Wasser“ kann sich mit den vier elektronegativsten Elementen (Fluor F, Sauerstoff O, Chlor Cl oder Stickstoff N) zu einer Wasserstoffbrücke verbinden. Fluor hat eine Elektronegativität von 4,0. Der Wasserstoff hat eine Elektronegativität von 2,1. Das Fluor ist stärker elektronegativ geladen als der Wasserstoff. So kann sich eine Wasserstoffbrückenbindung bilden.

Je nachdem wie viele Valenzelektronen ein Nichtmetall besitzt, genauso viele Bindungen kann das Element auch eingehen. Das nicht-metall geht eine Elektronenpaarbindung ein, um die Oktettregel zu erfüllen. Beispielweise Schwefel könnte eine Sauerstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- oder Halogenverbindung eingehen. Die Halogene bilden eine Reihe des Periodensstems. Sie sind in der siebten Hauptgruppe zu finden. Elemente, wie zum Beispiel Brom, Fluor, Chlor oder Iod gehören dazu. Auch das Element Astat gehört zu den Halogenen. Jedoch ist es aufgrund der Radioaktivität sehr selten. Halogene sind zweiatomige Moleküle. In der Natur kommen die Halogene meist in Salzen vor als negativ geladene Anione.