Chemische Bindung: Arten, Eigenschaften und Oktettregel

Chemische Bindung: Grundlagen und Definition

Chemische Bindung ist die Verbindung zwischen Atomen, Molekülen oder Ionen, die zu größeren Strukturen führt. Moleküle können durch intermolekulare Kräfte zu multimolekularen Strukturen zusammengehalten werden.

Die Oktettregel

Um ein stabiles Molekül oder eine stabile Struktur zu bilden, neigen Atome dazu, Elektronen zu gewinnen, zu verlieren oder zu teilen, um ihre äußere Schale mit acht Elektronen zu vervollständigen. Dies wird als Oktettregel bezeichnet.

Arten chemischer Bindungen

Ionische Bindung

Die Salzbrücke entsteht durch elektrostatische Kräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen, was zu einem ionischen Kristall führt (zwischen Elementen mit sehr unterschiedlicher Elektronegativität).

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung entsteht zwischen zwei Atomen, wenn diese Elektronen teilen, um ihre Valenzschale zu vervollständigen und die Oktettregel zu erfüllen (zwischen Elementen mit hoher Elektronegativität).

Metallische Bindung

Die metallische Bindung entsteht zwischen identischen Atomen von Metallen mit niedriger Elektronegativität.

Intermolekulare Kräfte

• Dipol-Dipol-Kräfte: Zwischen dem positiven Dipol eines Moleküls und dem negativen Teil eines anderen Dipols.
• Dispersionskräfte (Van-der-Waals-Kräfte): Zwischen Molekülen aufgrund von momentanen Dipolen, die durch die Bewegung der Elektronen entstehen.
• Wasserstoffbrücken: Zwischen einem Wasserstoffatom eines Moleküls und einem kleinen, elektronegativen Atom (Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff).

Molekülgeometrie

Die Geometrie von Molekülen basiert auf dem Modell der Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR). Elektronenpaare in der äußeren Schale eines Moleküls (Bindungspaare und freie Elektronenpaare) ordnen sich im Raum so weit wie möglich voneinander an, um die Abstoßungskräfte zu minimieren.

Eigenschaften von Stoffen

Kovalente Feststoffe

• Können in den drei Aggregatzuständen vorkommen (flüssig, gasförmig, fest).
• Weich und zerbrechlich.
• Leiten keinen elektrischen Strom.
• Löslichkeit hängt von der Polarität der Moleküle ab (polar oder unpolar).
• Hohe Schmelztemperatur.
• Sehr hart.
• Geringe Leitfähigkeit (geringe Mobilität der Elektronen).
• Unlöslichkeit.

Ionische Feststoffe

• Fest.
• Hohe bis sehr hohe Schmelz- und Siedetemperaturen.
• Hohe Härte.
• Zerbrechlich.
• Unlöslich in organischen Lösungsmitteln.
• Leiten im festen Zustand keinen Strom, aber im flüssigen Zustand oder in Lösung (freie Ionen bewegen sich zur Kathode).

Metalle

• Metallischer Glanz.
• Hohe Dichte.
• Hohe Schmelztemperatur und Härte.
• Elektrische und thermische Leitfähigkeit.

Bildung einer kovalenten Bindung

• Nach dem Lewis-Modell entsteht die kovalente Bindung, wenn sich die Anziehungs- und Abstoßungskräfte ausgleichen, wobei sich das Elektronenpaar zwischen den Atomkernen befindet.
• Nach dem Modell der Elektronenwolken übt die Dichte der negativen Ladung zwischen den beiden Kernen eine anziehende Kraft auf jeden von ihnen aus und hält sie zusammen.

Die Bindungsenergie ist die Energie, die benötigt wird, um eine Bindung zu spalten (und entspricht der Energie, die bei der Bildung der Bindung freigesetzt wird).