Lewis-Formel von Molekülen

Hallo liebe Chemieinteressierte. Herzlich willkommen zum Video Lewis-Formeln Teil 3. In diesem Video werden wir Moleküle, die aus den Atomen verschiedener Elemente bestehen, durch die Valenzstrichschreibweise darstellen. Zu den Lernvoraussetzungen: Es wäre schön, wenn ihr euch bereits die Videos Lewis-Formeln Teil 1 und 2 angeschaut habt. Auf alle Fälle sollten euch die Symbole der chemischen Elemente wie H, N, O oder F vertraut sein. Ihr solltet auch bereits mit dem Periodensystem der Elemente, PSE, gearbeitet haben. Ferner sollten euch die Begriffe Edelgaskonfiguration, Zweielektronenregel und auch Oktettregel bekannt sein. Beginnen wir mit einer chemischen Verbindung, die aus 1 Atom Wasserstoff (H) und 1 Atom Fluor (F) besteht. Im Periodensystem der Elemente, PSE, finden wir das Symbol H in der 1. Hauptgruppe, das bedeutet, dass Wasserstoff 1 Außenelektron besitzt. Das Symbol F finden wir in der 7. Hauptgruppe, das bedeutet, dass das Fluoratom 7 Außenelektronen besitzt. Wir ordnen die 7 Außenelektronen am Fluoratom an und stellen fest, dass die Zweielektronenregel für 1 Elektron nicht erfüllt ist. Die beiden ungepaarten Elektronen des Wasserstoffatoms und des Fluoratoms vereinigen sich zu einem Elektronenpaar. Im Ergebnis wird nun die Zweielektronenregel für das gesamte Molekül erfüllt. Das Wasserstoffatom kann beide gemeinsamen Elektronen nutzen. Es erhält damit Edelgaskonfiguration, die Elektronenstruktur des Heliumatoms. Zusammen mit dem gemeinsamen Elektronenpaar besitzt das Fluoratom nun 8 Außenelektronen. Die Oktettregel wird erfüllt. Das Fluoratom besitzt nun die elektronische Struktur des Neonatoms. Es hat daher Edelgaskonfiguration. Wir wollen nun das Molekül mit der Valenzstrichschreibweise formulieren. Erinnern wir uns, dass immer 2 gepaarte Elektronen durch einen Valenzstrich dargestellt werden. Wir beginnen mit den beiden Bindungselektronen, den Elektronen zwischen dem Wasserstoffatom und dem Fluoratom. Nun werden die Elektronenpaare, die nur am Fluoratom sitzen, durch einen Valenzstrich ersetzt. So sieht die Lewis-Formel für das Molekül aus. Es heißt übrigens Fluorwasserstoff. Wir wollen nun die Lewis-Formel für ein Molekül entwickeln, das aus 1 Sauerstoffatom und 2 Wasserstoffatomen besteht. Ein Wasserstoffatom wird durch den Buchstaben groß H symbolisiert. Wir finden H in der 1. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, PSE, daher hat 1 Wasserstoffatom 1 Außenelektron. Ein Sauerstoffatom wird durch den Buchstaben groß O symbolisiert. Wir finden O im Periodensystem der Elemente, PSE, in der 6. Hauptgruppe. Daraus können wir schließen, dass das Sauerstoffatom über 6 Außenelektronen verfügt. Wir ordnen nun die Elektronen an den einzelnen Atomen an. Jedes der beiden Wasserstoffatome H verfügt über 1 einziges Außenelektron. Das Sauerstoffatom hingegen besitzt 6 Außenelektronen. Die beiden Wasserstoffatome erfüllen die Zweielektronenregel nicht, das Sauerstoffatom erfüllt die Oktettregel nicht. Diese Probleme können gelöst werden, indem sich Elektronenpaare jeweils zwischen den Wasserstoffatomen und dem Sauerstoffatom ausbilden. Die Zweielektronenregel wird nun für das gesamte Molekül erfüllt. Das Sauerstoffatom verfügt über 8 Außenelektronen. Die Oktettregel wird ebenfalls erfüllt. Alle beteiligten Atome besitzen nun Edelgaskonfiguration.Die beiden Wasserstoffatome verfügen über jeweils 2 Außenelektronen. Sie besitzen somit die Konfiguration des Heliumatoms. Das Sauerstoffatom besitzt 8 Außenelektronen. Es besitzt somit die Elektronenkonfiguration des Neonatoms. Nun werden wir jeweils 1 Elektronenpaar durch einen Valenzstrich ersetzen. Wir werden die Valenzstrichschreibweise benutzen und erhalten damit die Lewis-Formel für unser Molekül. Ersetzt werden zunächst die Bindungselektronen, die Elektronenpaare zwischen den einzelnen Atomen und anschließend werden die nicht bindenden Elektronenpaare, die beiden Elektronenpaare am Sauerstoffmolekül durch den Valenzstrich ersetzt. Durch die Darstellung in Lewis Schreibweise hat sich am Molekül nichts verändert. Für beide Wasserstoffatome und auch das Sauerstoffatom liegen Edelgaskonfigurationen vor. Habt ihr übrigens das Molekül erkannt? Richtig. Es ist das gute alte Wassermolekül. Als letztes Beispiel für eine Lewis - Formel wollen wir ein Molekül auswählen, das aus einem Stickstoffatom und 3 Wasserstoffatomen besteht. Das Stickstoffatom hat das chemische Symbol groß N. Wir schauen im Periodensystem der Elemente, PSE, nach und finden unter groß N die 5. Hauptgruppe. Das bedeutet, dass das Stickstoffatom über 1 Außenelektron verfügt. Das Wasserstoffatom hat das Symbol H. Wir finden es in der 1. Hauptgruppe. Es besitzt daher 1 einziges Außenelektron. Ordnen wir zunächst die 5 Außenelektronen am Stickstoffatom groß N an. Die 3 Wasserstoffatome groß H besitzen jeweils 1 Außenelektron. Bereits die Zweielektronenregel wird für keines der einzelnen Atome erfüllt. Die Situation verändert sich grundsätzlich, wenn die 3 einzelnen Elektronen der Wasserstoffatome mit 3 Elektronen des Stickstoffatoms, Elektronenpaare bilden. Alle Elektronen sind nun gepaart. Die Zweielektronenregel wird erfüllt. Das Stickstoffatom verfügt über 8 Außenelektronen, damit ist auch die Oktettregel erfüllt. Alle 4 am Molekülaufbau beteiligten Atome besitzen nun Edelgaskonfiguration. Die Wasserstoffatome besitzen eine Elektronenstruktur, die gleich der elektronischen Struktur des Heliumatoms ist. Das Stickstoffatom hat die gleiche elektronische Struktur wie das Neonatom. Wir werden nun die Valenzstrichschreibweise auf das Molekül anwenden. Wir beginnen dabei mit den Bindungselektronen, den Elektronenpaaren, die zwischen den entsprechenden Atomen liegen. Jedes dieser Paare wird durch einen Valenzstrich ersetzt. Schließlich wird das nicht bindende Elektronenpaar am Stickstoff auch durch einen Valenzstrich ersetzt. Das Molekül ist schon so groß, dass wir die Tafel für die Aufnahme etwas verkleinern müssen. Kennt jemand die chemische Verbindung, die zu dem Molekül gehört? Es ist die chemische Verbindung Ammoniak. Das wäre es für heute. Danke für eure Aufmerksamkeit. Ich hoffe wir sehen und hören uns im Video 4 wieder. Tschüss.