Grundlagen der Chemie: Dalton, Ionen- und Kovalente Bindungen

Daltonsche Atomtheorie

Elemente bestehen aus Atomen, die als kleinste materielle, unzerstörbare Teilchen definiert sind. Atome desselben Elements besitzen die gleiche Masse und identische Eigenschaften. Die Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in ihren Eigenschaften und Massen. Verbindungen entstehen durch die einfache numerische Verknüpfung von Atomen verschiedener Elemente.

Definitionen reiner Substanzen

• Reine Substanz: Ein homogenes System mit konstanter Zusammensetzung und unveränderlichen physikalischen Eigenschaften, das nicht durch physikalische Verfahren getrennt werden kann.
• Chemisches Element: Eine reine Substanz, die chemisch nicht in einfachere Stoffe zerlegt werden kann.
• Chemische Verbindung: Eine Substanz, die durch chemische Zersetzung in einfachere Stoffe zerlegt werden kann.

Ionenbindung

Die Ionenbindung entsteht durch elektrostatische Anziehungskräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen. Sie bildet sich typischerweise zwischen Elementen mit stark unterschiedlicher Elektronegativität, meist zwischen Metallen und Nichtmetallen.

Merkmale:

• Übertragung von Elektronen vom Metall auf das Nichtmetall.
• Bildung von Metall- und Nichtmetallionen.

Eigenschaften von Ionenverbindungen

1. Kristalline Feststoffe
2. Hohe Schmelz- und Siedepunkte
3. Löslich in polaren Lösungsmitteln wie Wasser
4. Hart, aber spröde
5. Im festen Zustand schlechte elektrische Leiter
6. In wässriger Lösung gute elektrische Leiter

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung (Atombindung) entsteht durch das Teilen von Elektronenpaaren zwischen Atomen mit ähnlicher Elektronegativität. Die Anzahl der Bindungen, die ein Atom eingeht, wird als Valenz bezeichnet.

Atome streben durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen die stabile Elektronenkonfiguration eines Edelgases an (Oktettregel: acht Elektronen in der Valenzschale).

Zwischenmolekulare Kräfte

Diese Kräfte halten Moleküle zusammen. Man unterscheidet zwei Hauptarten:

• Wasserstoffbrückenbindungen: Eine schwache elektrostatische Wechselwirkung, die auftritt, wenn Wasserstoff an stark elektronegative Atome wie Fluor (F), Sauerstoff (O) oder Stickstoff (N) gebunden ist.
• Van-der-Waals-Kräfte: Schwache Anziehungskräfte zwischen Molekülen.