Chemische Bindungen: Ionen-, Kovalente & Metallische Bindung

Chemische Bindungen: Ionen-, Kovalente & Metallische Bindung

Ionenbindung

Die Ionenbindung ist eine Bindung, die aus der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen Ionen entgegengesetzter Ladung resultiert, d.h. zwischen einem stark elektropositiven und einem stark elektronegativen Atom. Dabei kommt es zur Übertragung von Elektronen von einem Atom zum anderen. Diese Bindung tritt in der Regel zwischen einem Metall und einem Nichtmetall auf. Es findet eine vollständige Elektronenübertragung von einem Atom zum anderen statt, wodurch Ionen unterschiedlicher Ladung entstehen.

Das Metall gibt ein oder mehrere Elektronen ab, um positiv geladene Ionen oder Kationen mit einer stabilen Elektronenkonfiguration zu bilden. Diese Elektronen nimmt das Nichtmetall auf, wodurch ein negativ geladenes Ion oder Anion entsteht, das ebenfalls eine stabile Elektronenkonfiguration besitzt. Die elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen führt dazu, dass sie sich zu einer ionischen Verbindung zusammenfügen. Diese Ionen bilden ein Ionengitter, das durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten wird.

Ionische Verbindungen bilden feste, kristalline Strukturen mit hohen Schmelz- und Siedepunkten. Sie sind oft gut in polaren Lösungsmitteln wie Wasser löslich, aber unlöslich in unpolaren Lösungsmitteln.

Beispiele: Salze (z.B. Magnesiumchlorid).

Kovalente Bindung

Eine kovalente Bindung entsteht durch das Teilen von Elektronen zwischen zwei Atomen. Ein Unterschied in der Elektronegativität kann zu einer polaren kovalenten Bindung führen, aber der Unterschied ist nicht groß genug, als dass ein vollständiger Elektronentransfer stattfinden würde. So teilen sich zwei Atome ein oder mehrere Elektronenpaare in einem neuen Orbitaltyp, dem sogenannten Molekülorbital.

Kovalente Bindungen treten meist zwischen Nichtmetallen auf. Im Gegensatz zur ionischen Bindung werden bei der kovalenten Bindung die bindenden Elektronen von beiden Atomen geteilt. Bei der kovalenten Bindung teilen sich die beiden Nichtmetallatome ein oder mehrere Elektronen, d.h., sie binden über ihre Valenzelektronen. Die Anzahl der geteilten Elektronen hängt von den beteiligten Atomen ab.

Die Atome können sich ein, zwei oder drei Elektronenpaare teilen, was zur Bildung von Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen führt. In Lewis-Strukturen werden diese Bindungen oft durch Linien zwischen den Atomsymbolen dargestellt.

Beispiele: Methan, Ethan, Aceton, Kohlendioxid.

Metallische Bindung

Eine metallische Bindung ist eine chemische Bindung, die Metallatome und ihre Valenzelektronen zusammenhält. Die Valenzelektronen sind nicht an einzelne Atome gebunden, sondern bilden eine Art 'Elektronenwolke', die alle Atomrümpfe umgibt.

Die Atome sind sehr dicht gepackt, was zu kompakten Strukturen führt. Es bilden sich dreidimensionale Gitterstrukturen, oft in Form einer dichtesten Kugelpackung. In solchen Strukturen ist jedes Metallatom oft von zwölf anderen Atomen umgeben.

Da Metalle eine geringe Elektronegativität besitzen, sind die Valenzelektronen nur schwach gebunden und können sich frei im gesamten Metallgitter bewegen. Diese 'freien' Elektronen sind verantwortlich für die typischen Eigenschaften von Metallen, wie elektrische und thermische Leitfähigkeit.

Diese Bindung tritt typischerweise in festen Metallen auf.

Beispiele: Eisen, Aluminium, Gold, Silber.