Polare Atombindung
Die polare Atombindung in der Chemie beschreibt die Asymmetrie in der Verteilung von Elektronen zwischen den Bindungspartnern, was zu Partialladungen führt. Der folgende Text erläutert die Definition, bietet Beispiele und erklärt die Eigenschaften von polaren Atombindungen, wie zum Beispiel Wasserstoffbrückenbindungen. Sind Sie interessiert? Alles dazu und vieles mehr finden Sie im nachfolgenden Text!
- Die polare Atombindung in der Chemie
- Die Atombindung (kovalente Bindung) – Definition
- Die Polarität einer Atombindung
- Die Elektronegativitätsdifferenz zur Beurteilung der Polarität von Atombindungen
- Eigenschaften von Stoffen mit polaren Atombindungen
- Ausblick - das lernst du nach Polare Atombindung
- Zusammenfassung der polaren Atombindung
- Häufig gestellte Fragen zum Thema Polare Atombindung
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Grundlagen zum Thema Polare Atombindung
Die polare Atombindung in der Chemie
Weißt du, dass wir nur deswegen mit Wasser kochen können, weil die Atombindungen im Wassermolekül polar sind?
Die chemischen Bindungen in Stoffen sind keineswegs immer gleichartig. Neben der Ionenbindung und der Metallbindung gehört die kovalente Bindung zu den drei wichtigsten Bindungsarten. Dabei unterscheiden wir bei kovalenten Bindungen die unpolaren Atombindungen von den polaren Atombindungen.
Die Polarität der Bindungen hat einen großen Einfluss auf Stoffeigenschaften wie den Siedepunkt oder die chemische Reaktivität. Um das zu verstehen, sehen wir uns zunächst an, was eine kovalente Bindung, also eine Atombindung, genau ist. Anschließend betrachten wir die Polarität.
Die Atombindung (kovalente Bindung) – Definition
Sehen wir uns zunächst die formale Definition der Atombindung an:
Die Atombindung ist eine Bindung zwischen Atomen über gemeinsame Elektronenpaare, die sich die beteiligten Atome teilen.
Dabei erreichen die beteiligten Bindungspartner, das sind die an der Bindung beteiligten Atome, die energetisch günstige Edelgaskonfiguration.
Die Atombindung – Beispiele
Zwei Wasserstoffatome
$\left( \ce{H} \right)$, die jeweils über ein Außenelektron verfügen, vereinigen sich zu einem Wasserstoffmolekül$\left( \ce{H2} \right)$, indem sie aus ihren beiden Elektronen eine Atombindung aufbauen:
$\ce{H\cdot + \cdot H -> H\color{red}{-}H}$
Das gemeinsame Elektronenpaar, die Bindungselektronen, siehst du in rot gekennzeichnet.Zwei Chloratome
$\left( \ce{Cl} \right)$, die jeweils über sieben Außenelektronen verfügen, vereinigen sich zu einem Chlormolekül$\left( \ce{Cl2} \right)$, indem sie aus je einem freien Elektron eine Atombindung aufbauen:
$\ce{Cl\cdot + \cdot Cl -> Cl\color{red}{-}Cl}$
In rot ist wieder das gemeinsame Elektronenpaar gekennzeichnet.
Wenn wir die nichtbindenden Elektronenpaare beim Chlor berücksichtigen, dann sieht die Darstellung so aus:
$\vert\ce{\overline {\underline {Cl}} \cdot + \cdot \overline {\underline {Cl}}\vert} \longrightarrow \vert\ce{\overline {\underline {Cl}} \color{red} \color{red}{-} ~\overline {\underline {Cl}}}\vert$
Auch hier ist das gemeinsame Elektronenpaar rot gekennzeichnet.
Bei Atombindungen muss es sich nicht immer um Einfachbindungen handeln.
- So werden im Sauerstoffmolekül
$\left( \ce{O2} \right)$ zwei Sauerstoffatome$\left( \ce{O} \right)$ über eine Doppelbindung mit zwei gemeinsamen Elektronenpaaren gebunden:$\underline{\overline{\ce{O}}}=\underline{\overline{\ce{O}}}$ - Im Stickstoffmolekül
$\left( \ce{N2} \right)$ werden hingegen zwei Stickstoffatome$\left( \ce{N} \right)$ über eine Dreifachbindung mit drei gemeinsamen Elektronenpaaren gebunden:$\vert\ce{N \equiv ~N}\vert$
Die Polarität einer Atombindung
Bei einer Polarität liegen zwei entgegengesetzte Pole vor. In der Chemie spielt die elektrische Polarität eine wichtige Rolle. So gibt es bei den Ionenbindungen in Salzen sogar eine vollständige elektrische Ladungstrennung mit einem Kation als positivem Pol und einem Anion als negativem Pol.
Dagegen kann sich bei polaren Atombindungen nur teilweise eine solche Ladungstrennung ausbilden. In diesem Fall gibt es an den bindenden Atomen positive bzw. negative Partialladungen, die mit $\delta^+$ und $\delta^-$ symbolisiert werden.
Kennst du das?
Vielleicht hast du schon einmal bemerkt, dass Öl und Wasser sich nicht mischen, egal wie lange du rührst. Das liegt daran, dass Wasser ein polarer Stoff ist, während Öle größtenteils aus unpolaren Bindungen aufgebaut sind. Die polaren Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an und grenzen sich von den unpolaren Öl‑Molekülen ab.
Dieser einfache Versuch in der Küche zeigt dir, wie die Polarität von Molekülen ihre Wechselwirkungen bestimmt.
Die unpolare Atombindung
Bei Atombindungen zwischen zwei gleichen Atomen wie bei den vorgestellten Elementmolekülen $\ce{H2}$, $\ce{Cl2}$, $\ce{O2}$ oder $\ce{N2}$ handelt es sich um unpolare Atombindungen, da die Elektronenverteilung innerhalb der gemeinsamen Bindung zwischen beiden Atomen symmetrisch ist.
Das heißt, die beiden Atome teilen sich das gemeinsame, bindende Elektronenpaar in gleichem Maße. Bei einer unpolaren Atombindung besteht also eine Gleichverteilung der Elektronen hinsichtlich der Bindungselektronen. Es gibt dann keine Partialladungen. Ein Beispiel für eine unpolare Atombindung ist das Wasserstoffmolekül:
$\ce{H\color{red}{-}H}$
Die polare Atombindung
Bei Atombindungen zwischen zwei Atomen unterschiedlicher Elemente sind die Elektronen der gemeinsamen Atombindung asymmetrisch (nicht symmetrisch) verteilt. Die Bindungselektronen werden dann von einem der beiden Bindungspartner stärker angezogen als vom anderen. Deshalb halten sich die Elektronen eher in der Nähe des einen bindenden Atoms auf als in der Nähe des anderen.
Durch die daraus folgende Ungleichverteilung der elektrischen Ladung liegt eine Polarität vor und man spricht von einer polaren Atombindung. In diesem Fall treten Partialladungen auf. Das sind keine vollwertigen elektrischen Ladungen (wie sie bei Ionen vorhanden wären), sondern schwächere Teilladungen, die allerdings die Polarität einer Bindung gut verdeutlichen. Ein Beispiel für eine polare Atombindung mit Partialladungen ist das Chlorwasserstoffmolekül:
$\ce{^{\color{red}{\delta^+}}H\,-\,Cl~^{\color{blue}{\delta^-}}}$
Die Partialladungen sind hier farblich hervorgehoben – die positive Partialladung rot und die negative Partialladung blau.
Die negative Partialladung am Chloratom bedeutet, dass das Chloratom die Bindungselektronen der Atombindung stärker anzieht als das Wasserstoffatom. Damit sind die Elektronen der Bindung nicht mehr gleich verteilt.
Eine polare Atombindung liegt vor, wenn die Bindungspartner die Elektronen des gemeinsamen, bindenden Elektronenpaares unterschiedlich stark anziehen.
Die polare Atombindung im Molekül $\ce{HCl}$ verursacht die Ausbildung zweier Pole der elektrischen Ladungsverteilung: einerseits am Chloratom
Schlaue Idee
Manche Kleidungsstücke wie Regenjacken sind besonders wasserabweisend. Sie bestehen entweder größtenteils aus unpolaren Stoffen oder sind zumindest mit unpolaren Molekülen beschichtet – und saugen deshalb kein Regenwasser auf, denn Wasser ist polar.
Das Konzept der polaren und unpolaren Atombindungen hilft dir also dabei, im Regen trocken zu bleiben!
Die Elektronegativitätsdifferenz zur Beurteilung der Polarität von Atombindungen
Ob eine polare oder eine unpolare Atombindung vorliegt, lässt sich mithilfe der Elektronegativitätsdifferenz, kurz $\Delta EN$, beurteilen. Die Elektronegativität $EN$ ist dabei die Fähigkeit eines Elements, Bindungselektronen an sich zu ziehen.
Je größer der Betrag der Differenz $\Delta EN$ zwischen den Elektronegativitäten zweier Bindungspartner, desto polarer ist die Atombindung.
In der folgenden Tabelle sind die Elektronegativitäten (nach Pauling) einiger Elemente aufgeführt.
Element: | $\ce{F}$ | $\ce{Cl}$ | $\ce{C}$ | $\ce{H}$ | $\ce{O}$ |
---|---|---|---|---|---|
$EN$ nach Pauling | 4,0 | 3,2 | 2,6 | 2,2 | 3,4 |
Fluor hat dabei mit einem Wer von $4{,}0$ die nach der Pauling‑Skala höchste Elektronegativität.
Schauen wir uns noch die Elektronegativitätsdifferenzen $\Delta EN$ in einigen Molekülen an.
Molekül: | $\ce{H2}$ | $\ce{Cl2}$ | $\ce{HCl}$ | $\ce{HF}$ | $\ce{H2O}$ | $\ce{AlCl3}$ |
---|---|---|---|---|---|---|
$\Delta EN$ nach Pauling | 0 | 0 | 1,0 | 1,8 | 1,2 | 1,6 |
- Atombindungen mit Differenzwerten im Bereich von $0 < \Delta EN < 0{,}5$ bezeichnet man als unpolare Atombindungen, wie bei den Molekülen Wasserstoff
$\left(\ce{H2}\right)$ und Chlor$\left(\ce{Cl2}\right)$ . - Atombindungen mit Werten im Bereich von $0{,}5 < \Delta EN < 1{,}7$ kennzeichnen polare Verbindungen, wie Wasser $\left( \ce{H2O} \right)$. Obwohl Fluorwasserstoff $\left( \ce{HF} \right)$ einen Wert von $\Delta EN =\pu 1{,}8$ aufweist, handelt es sich auch hier um eine Molekülverbindung mit einer kovalenten Bindung. Es stellt in dieser Hinsicht eine Ausnahme dar.
- Bindungen mit Werten von $\Delta EN > 1{,}7$ sind in der Regel Ionenbindungen. Die Grenzen sind aber auch hier nur als Richtwerte anzusehen. So zählt Aluminiumchlorid $\left(\ce{AlCl3} \right)$ trotz $\Delta EN = 1{,}6$ bereits zu den Salzen und es liegt eine Ionenbindung vor.
Obwohl die Grenzen zwischen den Bindungsarten mehr oder weniger fließend sind, kannst du mit der Elektronegativitätsdifferenz zumindest abschätzen, wie polar oder unpolar eine Atombindung ist.
Stoffe mit polaren Atombindungen – Beispiele
Typische Moleküle mit polarer Atombindung sind Chlorwasserstoff
Wusstest du schon?
Die Polarität des Wassers ist ein Grund dafür, warum Kochsalz (Natriumchlorid) so gut in Wasser löslich ist. Die positiven und negativen Enden der Wassermoleküle ziehen die entsprechenden Ionen des Salzes an, wodurch die Ionenbindungen leicht aufgebrochen werden können. So kannst du dein Nudelwasser perfekt salzen!
Eigenschaften von Stoffen mit polaren Atombindungen
Stoffe mit polaren Atombindungen haben folgende gemeinsame Stoffeigenschaften:
Die polare Atombindung begünstigt eine Dissoziation. So dissoziiert Chlorwasserstoff in Wasser zu Protonen und Chloridionen:
$\ce{HCl -> H+ + Cl-}$
Deswegen löst sich Chlorwasserstoff wie auch andere polare Stoffe sehr gut in Wasser.Die polare Atombindung begünstigt eine Protonierung. So wird Ammoniak mit Chlorwasserstoff leicht zum Ammoniumion protoniert:
$\ce{NH3 + HCl -> Cl- + NH4+}$
Deswegen löst sich auch Ammoniak sehr gut in Wasser und wässrigen Säuren.Moleküle mit polaren Atombindungen können Wasserstoffbrückenbindungen bilden. So entstehen im Wasser zwischen den Sauerstoff- und den Wasserstoffatomen der verschiedenen Wassermoleküle zwischenmolekulare Bindungen, die Wasserstoffbrückenbindungen. Die negative Partialladung an den Sauerstoffatomen und die positive Partialladung an den Wasserstoffatomen verursachen diese Art der elektrostatischen Anziehung zwischen den Molekülen. In der folgenden Abbildung siehst du die Wasserstoffbrückenbindungen als gepunktete Linien dargestellt.
Im Ergebnis bilden sich im Wasser große Molekülaggregate. Nur deswegen hat Wasser eine im Vergleich zu seiner geringen Molekülgröße ungewöhnlich hohe Siedetemperatur von $\pu{100 °C}$. Die Wasserstoffbrückenbindungen bewirken bei Wasser, wie auch in einigen anderen stark polaren Verbindungen, eine Siedepunktserhöhung.
Ansonsten wäre Wasser schon unter Raumbedingungen ein Gas und wir könnten mit Wasser nicht kochen!
Ausblick - das lernst du nach Polare Atombindung
Erweitere dein chemisches Wissen mit der Wasserstoffbrückenbindung. Du kannst auch mehr über Dipole und Van-der-Waals-Kräfte lernen. Mach dich bereit für spannende Themen!
Zusammenfassung der polaren Atombindung
- Eine polare Atombindung ist eine kovalente Bindung, bei der einer der beiden Bindungspartner das gemeinsame, bindende Elektronenpaar stärker an sich heranzieht als der andere. So entsteht eine Polarität der elektrischen Ladungsverteilung im Molekül.
- Der Bindungspartner mit der größeren Elektronegativität zieht die Bindungselektronen stärker an und erhält eine negative Partialladung $\left(\delta^+ \right)$.
- Der Bindungspartner mit der kleineren Elektronegativität zieht die Bindungselektronen weniger stark an und erhält eine positive Partialladung $\left(\delta^- \right)$.
- Durch die Berechnung der Elektronegativitätsdifferenz $\Delta EN$ kann eingeschätzt werden, ob in einer Verbindung eine polare Atombindung vorliegt. Im Bereich $0{,}5 < \Delta EN < 1{,}7$ liegt in der Regel eine polare, kovalente Bindung vor.
- Aus der starken Polarität von Stoffen wie Wasser $\left(\ce{H2O}\right)$, Ammoniak $\left(\ce{NH3}\right)$ und Fluorwasserstoff $\left(\ce{HF}\right)$ folgen einige gemeinsame Stoffeigenschaften, wie die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen und eine damit einhergehende Siedepunktserhöhung sowie eine sehr gute Löslichkeit in polaren Lösungsmitteln aufgrund von Dissoziation oder Protonierung.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Polare Atombindung
Transkript Polare Atombindung
Hmm, manche teilen gerne ihr Essen, andere nur BILDER davon. Warum Teilen auch in der CHEMIE eine gute Idee ist, lernst du in diesem Video über die Polare Atombindung. Bei der Atombindung werden ELEKTRONEN (genauer gesagt AUẞENelektronen) zwischen zwei Bindungspartnern geteilt, also zwischen zwei Atomen. So entsteht beispielsweise ein Chlormolekül, wenn sich zwei Chloratome zusammentun. Und warum machen die das? Nun, indem die beiden Chloratome jeweils EINES ihrer sieben Außenelektronen auch dem ANDEREN zur Verfügung stellen (also TEILEN), kommen BEIDE auf insgesamt ACHT Außenelektronen. Damit erreichen beide Atome die Edelgaskonfiguration (was einen besonders stabilen Zustand darstellt). Die beiden GETEILTEN Elektronen nennt man Bindungselektronen, oder auch bindendes Elektronenpaar. Denn diese halten die Atome beieinander. Damit sind sie chemisch GEBUNDEN. So entsteht eine Atombindung, auch KOVALENTE Bindung genannt, abgeleitet von dem Wort Valenz, das du schon von den Valenzelektronen (den Außenelektronen) kennst. Das funktioniert nicht nur für GLEICHE Atome, sondern auch für Atome UNTERSCHIEDLICHER Elemente. Ein gern gesehener Partner ist hier der WASSERSTOFF. Durch das Teilen der Elektronen erlangen wieder BEIDE Bindungspartner eine Edelgaskonfiguration. Denn dem Wasserstoffatom reichen bereits ZWEI Außenelektronen, um eine Edelgaskonfiguration wie Helium zu erreichen. (Für mehr hätte es gar keinen Platz in seiner einzigen Schale.) Nun gibt es aber einen entscheidenden Unterschied zwischen der Atombindung im Chlormolekül und der im Chlorwasserstoff: die Polarität. Die linke Bindung ist UNpolar, weist also KEINE Polarität auf. Die rechte Bindung ist hingegen POLAR. Das bedeutet, wir können HIER zwei unterschiedliche Pole unterscheiden – und zwar hinsichtlich der Verteilung der elektrischen LADUNG. Denn Chlor hat eine deutlich größere Elektronegativität als Wasserstoff. Der Vergleich der Zahlen verdeutlicht, dass das elektronegativere Chloratom die Bindungselektronen deutlich STÄRKER zu sich hinzieht, als das Wasserstoffatom. So verschieben sich die negativen Ladungen der Elektronen hin zum Chlor: Es bildet sich eine negative Partialladung, die mit einem kleinen Delta-minus gekennzeichnet wird. Am Wasserstoffatom bildet sich entsprechend eine POSITIVE Partialladung, da die negativen Ladungen hier nun teilweise fehlen. So bildet sich innerhalb des Moleküls ein Minus- und ein Plus-Pol aus. Zwei Pole beieinander – das nennt man einen DIPOL (beziehungsweise ein Dipolmolekül). Eine solche polare Atombindung kann in der Valenzstrichschreibweise als Keil dargestellt werden. Polare Atombindungen bilden sich immer zwischen Bindungspartnern mit UNTERSCHIEDLICHER Elektronegativität aus. Es können auch MEHRERE innerhalb eines Moleküls auftreten, wie beim WASSERmolekül, bei Ammoniak, oder auch im Kohlenstoffdioxid-Molekül. Bei letzterem gibt es zwei Doppelbindungen, die aus je VIER Bindungselektronen gebildet werden. Wie du siehst, treten polare Atombindungen vor allem zwischen verschiedenen NICHTMETALLEN auf. Wie viele Bindungspartner es dabei gibt und ob Einfach-, Doppel- oder gar Dreifachbindungen gebildet werden, hängt davon ab, wie die Zahl der Außenelektronen der Bindungspartner zusammenpasst. Insgesamt soll ja für alle beteiligten Atome die Edelgaskonfiguration erreicht werden. Wasserstoff ist einbindig, geht also immer nur EINE Einfachbindung ein. Sauerstoff hingegen ist zweibindig, kann also entweder zwei Einfachbindungen oder eine Doppelbindung bilden. Stickstoff ist dreibindig, und Kohlenstoff in der Regel vierbindig. Die Halogene wie Chlor oder auch Fluor sind hingegen wieder einbindig, weil ihnen ja nur EIN Außenelektron fehlt. Wenn du da noch tiefer einsteigen willst, kannst du dich unter dem Stichwort Bindigkeit schlau machen. METALLE hingegen bilden in der Regel KEINE kovalenten Bindungen, da sie eher dazu neigen, ihre Außenelektronen vollständig ABZUGEBEN, statt sie zu teilen. So entstehen IONENVERBINDUNGEN, beispielsweise Natriumchlorid oder andere Salze. Im Gegensatz dazu stellen die PARTIALLADUNGEN in polaren Molekülen keine vollwertigen Ionenladungen dar. Trotzdem führt die ungleiche Ladungsverteilung (also die Polarität der Moleküle) zu einigen besonderen STOFFeigenschaften. Betrachten wir das am Beispiel WASSER: Wassermoleküle sind ziemlich klein. Trotzdem hat Wasser, verglichen mit anderen Stoffen mit ähnlich kleinen Teilchen, eine relativ HOHE Siedetemperatur von einhundert Grad Celsius bei Normaldruck. Der Grund dafür liegt in den Wasserstoffbrückenbindungen. Das sind zwischenmolekulare Wechselwirkungen, genauer gesagt Anziehungskräfte, die zwischen den VERSCHIEDENEN Partialladungen der einzelnen Moleküle wirken. Über die POSITIVEN Partialladungen der Wasserstoffatome vernetzen sich die partial NEGATIVEN Sauerstoffatome und halten damit die Wassermoleküle auch bei ERHÖHTEN Temperaturen beieinander. Dieses Phänomen tritt in geringerem Maße auch bei anderen stark polaren Stoffen auf, wie Ammoniak oder Fluorwasserstoff. Dass Wasser bei Raumtemperatur FLÜSSIG ist, liegt also an den polaren Atombindungen – gut für uns! Flüssig ist Wasser aber nicht nur TRINKBAR, sondern auch ein polares LÖSUNGSMITTEL. Während sich unpolare Stoffe kaum oder nur schlecht in Wasser lösen, klappt das mit anderen POLAREN Stoffen dafür umso besser! Was beim Lösen chemisch genau abläuft, müssen wir uns allerdings ein andermal genauer ansehen. JETZT fassen wir nämlich zusammen: Eine polare Atombindung ist eine kovalente Bindung, bei der die geteilten Bindungselektronen von EINEM Bindungspartner STÄRKER angezogen werden als vom ANDEREN. In der Regel tritt dies zwischen Nichtmetallen mit UNTERSCHIEDLICHEN Elektronegativitäten auf. So entstehen Partialladungen, die zur Bildung von Dipolmolekülen führen können, sowie zu Wasserstoffbrückenbindungen. Verschiedene Eigenschaften wie ungewöhnlich hohe Siedetemperaturen oder auch die Löslichkeiten polarer Stoffe leiten sich direkt daraus ab. TEILEN ist also auch in der Chemie eine gute Sache! Sharing is caring! Selbst wenn manche dazu neigen, immer ein bisschen MEHR zu nehmen als andere.
Polare Atombindung Übung
-
Gib eine weitere Bezeichnung für „Atombindung“ an.
TippsChlorwasserstoff ist ein Beispiel für eine Atombindung. Sowohl Chlor als auch Wasserstoff sind Nichtmetalle.
LösungEs gibt drei Bindungsarten, nach denen Atome chemische Bindungen miteinander eingehen: die Atombindung, die Ionenbindung und die Metallbindung.
Bei der Atombindung werden Elektronen, genauer gesagt Außenelektronen, zwischen zwei Bindungspartnern geteilt, also zwischen zwei Atomen.
Beispielsweise bildet sich ein Chlormolekül, wenn sich zwei Chloratome zusammentun. Die beiden geteilten Elektronen nennt man Bindungselektronen oder auch bindendes Elektronenpaar. Denn diese halten die Atome beieinander. So entsteht eine Atombindung, auch kovalente Bindung genannt, abgeleitet von dem Wort „Valenz“, das du schon von den Valenzelektronen (Außenelektronen) kennst. -
Benenne die Moleküle, die eine polare Atombindung ausbilden.
TippsWasser besteht aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff.
Ammoniak besteht aus den Elementen Stickstoff und Wasserstoff.
LösungPolare Atombindungen bilden sich immer zwischen Bindungspartnern mit unterschiedlicher Elektronegativität aus. Ein typisches Beispiel dafür ist Chlorwasserstoff. Chlor hat nämlich eine deutlich höhere Elektronegativität als Wasserstoff.
Es können auch mehrere Bindungspartner innerhalb eines Moleküls auftreten, wie beim Wassermolekül, bei Ammoniak oder bei Chlorwasserstoff.
Alle haben gemeinsam, dass sich die negativen Ladungen der Elektronen verschieben und Partialladungen entstehen. Die negative Partialladung wird mit einem kleinen $\ce{\delta^{-}}$ gekennzeichnet, die positive Partialladung entsprechend mit einem $\ce{\delta^{+}}$. Eine solche polare Atombindung kann in der Valenzstrichschreibweise als Keil dargestellt werden.
-
Beschreibe die Atombindung genauer.
TippsDas elektronegativere Atom zieht die Elektronen zu sich. Dadurch weist es eine negative Partialladung auf.
LösungAtombindungen können entweder polar oder unpolar sein.
Bei Chlorwasserstoff handelt es sich um eine polare Atombindung. Das liegt daran, dass Chlor eine deutlich größere Elektronegativität als Wasserstoff hat.So verschieben sich die negativen Ladungen der Elektronen: Am Chloratom bildet sich eine negative Partialladung (kurz: $\boldsymbol{\delta^{-}}$), am Wasserstoffatom hingegen eine positive Partialladung (kurz: $\boldsymbol{\delta^{+}}$).
Es entstehen innerhalb des Moleküls ein Minuspol und ein Pluspol. Das nennt man Dipol. Eine solche polare Atombindung kann in der Valenzstrichschreibweise als Keil dargestellt werden.
Durch die ungleiche Ladungsverteilung können sich Wasserstoffbrücken ausbilden. Darunter versteht man Anziehungskräfte, die zwischen den verschiedenen Partialladungen der einzelnen Moleküle wirken.
Daraus leiten sich verschiedene Eigenschaften – wie im Fall des Wassermoleküls die hohe Siedetemperatur und gute Löslichkeit polarer Stoffe – ab.
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Beschreibe die verschiedenen Bindungsarten.
TippsChlorwasserstoff bildet eine polare Atombindung aus, denn Chlor ist elektronegativer als Wasserstoff.
Natriumchlorid ist ein typisches Beispiel für eine Ionenbindung.
LösungAtome gehen eine chemische Bindung ein, weil sie die Edelgaskonfiguration anstreben:
Ionenverbindungen bilden sich, wenn ein Atom ein oder mehrere Elektronen an ein anderes Atom abgibt. Bei der Atombindung hingegen werden ein oder mehrere Elektronen geteilt. Hier können wir noch zwischen polar und unpolar unterscheiden:
Eine polare Atombindung bildet sich zwischen Bindungspartnern mit unterschiedlicher Elektronegativität aus. Unpolare Atombindungen gibt es vor allem dann, wenn sich zwei Atome des gleichen Elements zu einem Molekül verbinden. Die Elektronegativität unterscheidet sich daher nicht. Doch auch bei geringen Abweichungen der Elektronegativität sprechen wir von unpolaren Atombindungen.Neben der Ionenbindung und der Atombindung (kovalente Bindung) gibt es noch die Metallbindung.
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Bestimme alle Moleküle, die eine polare Atombindung ausbilden.
TippsEs gibt drei richtige Antworten.
In einer polaren Atombindung findet eine Ladungsverschiebung statt.
Die Ladungsverschiebung wird durch $\ce{\delta^{+}}$ und $\ce{\delta^{-}}$ dargestellt.
LösungPolare Atombindungen bilden sich immer zwischen Bindungspartnern mit unterschiedlicher Elektronegativität aus. Es können auch mehrere innerhalb eines Moleküls auftreten, wie beim Wassermolekül, bei Ammoniak oder bei Chlorwasserstoff.
Von unpolaren Atombindungen sprechen wir, wenn die Elektronegativität identisch ist oder nur minimal abweicht. Das ist in dieser Aufgabe beim Chlormolekül, beim Wasserstoffmolekül und beim Sauerstoffmolekül der Fall.
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Charakterisiere die Elemente.
Tipps„Hydrogenium“ leitet sich aus dem Lateinischen ab und bedeutet „Wasserbildner“.
Die Hauptgruppe verrät uns, wie viele Außenelektronen ein Atom hat.
LösungPolare Atombindungen treten vor allem zwischen verschiedenen Nichtmetallen mit unterschiedlichen Elektronegativitäten auf. Wie viele Bindungspartner es dabei gibt und ob Einfachbindungen, Doppelbindungen oder Dreifachbindungen gebildet werden, hängt davon ab, wie die Zahl der Außenelektronen der Bindungspartner zusammenpasst. Insgesamt soll für alle beteiligten Atome die Edelgaskonfiguration erreicht werden:
- Wasserstoff $\ce{(H)}$ hat nur ein Außenelektron und ist daher einbindig, geht also immer nur eine Einfachbindung ein.
- Stickstoff $\ce{(N)}$ verfügt über fünf Außenelektronen und ist somit dreibindig. Das bedeutet, dass ihm drei Elektronen zur Edelgaskonfiguration fehlen.
- Kohlenstoff $\ce{(C)}$ besitzt vier Außenelektronen, gleichzeitig fehlen ihm vier Elektronen. Daher ist er in der Regel vierbindig.
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