Doppelbindung = 2 gemeinsame Elektronenpaare.Atome können auch durch mehrere gemeinsame Elektronenpaare verbunden werden. Dann spricht man von einer Doppelbindung (zwei gemeinsame Elektronenpaare) bzw. von einer Dreifachbindung (drei gemeinsame Elektronenpaare).
Doppelbindung:
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C![]() |
+ | 2 | O![]() |
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O![]() |
C![]() |
O![]() |
bzw. | O | ![]() |
C | ![]() |
O | = | CO2 |
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Dreifachbindung:
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N![]() |
+ | N![]() |
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N![]() |
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N![]() |
bzw. | ![]() |
N |
= | N2 | |
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| N | + | N | ![]() |
N2 | + 946 kJ / mol | |||||||
Die Dreifachbindung im Stickstoffmolekül ist besonders fest und verleiht dem Stickstoff seine besondere Stabilität. Darauf ist die größe Reaktionsträgheit des Stickstoffs zurückzuführen.
Wertigkeit = Zahl der von einem Atom ausgehenden Atombindungen.Wasserstoff haben wir in Kapitel 10 als einwertig, Sauerstoff als zweiwertig kennengelernt. Betrachten wir die Elektronenformel des Wassermolekül, so erkennen wir, dass vom Sauerstoffatom zwei Atombindungen ausgehen. Das Wasserstoffatom kann nur eine Atombindung ausbilden. Die Zahl der von einem Atom ausgehenden Atombindungen entspricht also der Wertigkeit des betreffenden Atoms.
In
sind der Wasserstoff und das Chlor einwertig (ein gemeinsames Elektronenpaar). Dagegen ist in NH3 mit der Elektronenformel
der Stickstoff dreiwertig, der Wasserstoff einwertig. Das freie Elektronenpaar am Stickstoffatom ist für die Feststellung der Wertigkeit ohne Belang, da es keine Atombindung eingegangen ist. In CO2 mit der Elektronenformel
ist der Kohlenstoff vierwertig und der Sauerstoff zweiwertig.
Polarisierte Atombindung: gemeinsame Elektronenpaare werden von einem Atom stärker angezogen.
Dipol: Molekül mit einem positiven und negativen Pol aufgrund polarisierter Atombindung.Das gemeinsame (bindende) Elektronenpaar wird bei der Bindung von zwei gleichen Atomen (wie z.B.
) von diesen gleich stark angezogen.
Handelt es sich aber um die Bindung von zwei verschiedenen Atomen, z.B.
, so kann die Anziehungskraft eines Atoms stärker sein. Im Falle von HCl wird das gemeinsame Elektronenpaar stärker vom Chloratom als vom Wasserstoffatom angezogen. Das Chlor erhält dadurch eine elektrisch negative Teilladung, entsprechend wird das Wasserstoffatom eine positive Teilladung erhalten. Das Chlorwasserstoffmolekül ist zu einem Dipol (positiver und negativer Pol) geworden. Es ist eine polarisierte Atombindung entstanden.
Symbolisierung:
| δ + | δ – | ![]() |
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| H | — | Cl | oder | H | Cl | ||||
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Aus einer Bürette läßt man Kohlenstofftetrachlorid (CCl4) und Wasser in einem feinen Strahl in eine Schale laufen. Nach Annäherung eines durch Reiben elektrisch aufgeladenen PVC-Stabes (Glasstab, Hartgummistab, Kamm) zeigt sich in einem Falle eine Ablenkung des Strahles: Überlege die Ursache der Ablenkung.
Warum ist nicht unbedingt jedes Molekül mit polarisierten Atombindungen ein Dipol? Beispiel Kohlenstofftretrachlorid, Kohlendioxid.Versuch
liefert einen experimentellen Beweis, dass auch das Wassermolekül ein Dipol ist. Ein durch Reibung elektrisch aufgeladener PVC-Stab zieht einen dünnen Wasserstrahl an, während ein Strahl von CCl4 nicht abgelenkt wird.
Im Wassermolekül schließen die beiden OH-Bindungen einen Winkel von 104° ein. Das Sauerstoffatom zieht die gemeinsamen Elektronenpaare stärker an als die Wasserstoffatome. Das Wassermolekül besitzt somit am Sauerstoffatom den negativen Pol, an den Wasserstoffatomen den positiven Pol.
| δ – | |||||||||||
| O | oder | ||||||||||
| H | H | H | H | ||||||||
| ½ δ+ | ½ δ+ | ||||||||||
Das CCl4-Molekül ist nach unserem Versuch kein Dipol. Allgemein versteht man unter Dipol ein Molekül, das nach außen hin elektrische Teilladungen trägt.