Chemische Bindungen: Ionen-, Atombindung & Metallbindung

Chemische Bindungsarten im Überblick

Kovalente Bindungen: Dies sind Bindungen, in denen zwei Atome Elektronenpaare teilen. Dadurch erreichen die Atome eine stabile äußere Elektronenkonfiguration gemäß der Oktettregel: 8 (acht) oder bei Wasserstoff 2 (zwei) Elektronen.

Die kovalente Bindung (Atombindung)

Eine gemeinsame kovalente Bindung wird durch ein gemeinsames Elektronenpaar gebildet, das aus jeweils einem Elektron der beteiligten Atome besteht. Diese Verbindung kann zwischen zwei gleichartigen Atomen als unpolare kovalente Bindung oder zwischen verschiedenen Atomen als polare kovalente Bindung auftreten.

• Unpolare kovalente Bindung: Wie bei der Bildung eines Chlor-Moleküls aus zwei Chlor-Atomen werden die Elektronen gemäß ihrer geometrischen Verteilung gleichmäßig geteilt.
• Polare kovalente Bindung: Hier werden die Elektronen nicht in gleicher Weise von den Kernen angezogen. Statistisch gesehen verbringen sie mehr Zeit in der Nähe des Kerns des elektronegativeren Atoms. Dieser Unterschied in der Anziehungskraft erzeugt einen permanenten Dipol im Molekül.

Darüber hinaus können Atome ein oder mehrere Elektronenpaare teilen, was zu Einzel-, Doppel- oder Dreifachbindungen führt.

Dativ-kovalente oder koordinative Bindung

Dies ist eine Verbindung zwischen zwei Atomen, bei der das gemeinsame Elektronenpaar von nur einem der beiden Atome beigesteuert wird. Das Atom, das das Elektronenpaar spendet, wird als Donator (Spender) bezeichnet, während das andere Atom der Akzeptor ist.

Die Ionenbindung

Die Ionenbindung gehört zu den chemischen Bindungen, die keine Moleküle im klassischen Sinne bilden. Sie basiert auf der elektrostatischen Kraft, welche die Ionen zusammenhält. Im Falle von Anionen (Elektronenaufnahme) oder Kationen (Elektronenabgabe) führt dies zu einer Edelgaskonfiguration nach der Oktettregel.

Atome mit niedriger Ionisierungsenergie bilden Kationen, während Atome mit hoher Ionisierungsenergie Anionen bilden. Die Ionenbindung umfasst alle Ionen in der Verbindung. Im Gegensatz zu kovalenten Verbindungen ist die Ionenbindung nicht lokalisiert, weshalb keine einzelnen, unterscheidbaren Moleküle vorliegen.

Die metallische Bindung

Die metallische Bindung ist eine chemische Bindung zwischen Metallatomen. Metalle bilden ein Gitter, dessen „Knoten“ aus Kationen bestehen. Die Bindungselektronen sind delokalisiert und bewegen sich frei zwischen den Kationen in verschiedene Richtungen.

Es entsteht eine Struktur aus positiven Ionen, die scheinbar in einem Meer von Elektronen eingetaucht sind. Die Bindungskräfte zwischen den Kationen und den delokalisierten Elektronen bilden die metallische Bindung.

Zusammenfassung der Bindungsmerkmale

Ionenbindung: Ein Prozess, bei dem Elektronen von einem Metall auf ein Nichtmetall übertragen werden. Es entstehen Kationen und Anionen, die durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten werden.

Kovalente Bindung: Diese Bindung tritt primär zwischen Nichtmetallen auf. Die Atome teilen sich Elektronenpaare, um das Oktett zu vervollständigen. Hierbei unterscheidet man:

• Unpolare Moleküle: Bei Gasen wie H₂, N₂, O₂, F₂ und Cl₂ ziehen die Kerne die Elektronen mit gleicher Intensität an. Die Ladungsverteilung ist gleichmäßig, es gibt keine Pole.
• Polare Moleküle: Wenn die beteiligten Atome unterschiedlich sind, ist die Ladungsverteilung ungleichmäßig. Es entstehen ein positiver und ein negativer Pol (Dipol), wie zum Beispiel bei HCl (im Text als Analogie zu NaCl erwähnt, wobei NaCl klassisch ionisch ist).

Metallische Bindung: Sie besteht zwischen Elementen mit geringer Elektronegativität. Die wenigen äußeren Elektronen werden nur schwach vom Kern angezogen und bewegen sich frei im Gitter der Metallkationen. Daher gehören diese Elektronen nicht zu einem bestimmten Atom, sondern zur gesamten, sehr kompakten Kristallstruktur.