Die Elektronenpaarbindung
(kovalente Bindung)

  MERKE:
Die Elektronenpaarbindung ist
              ... eine Bindung zwischen zwei Nichtmetallen.


Das Periodensystem der Elemente beinhaltet nur wenige Nichtmetalle. Zu diesen gehören
  • Wasserstoff
  • Kohlenstoff
  • Stickstoff
  • Sauerstoff

 

  • Phosphor
  • Schwefel

sowie die Halogene

  • Fluor
  • Chlor
  • Brom
  • Iod


Es gibt 2 Arten der Elektronenpaarbindung nämlich

a) die unpolare Elektronenpaarbindung(zwischen zwei identischen Nichtmetall-Atomen eines Elements )
     z.B. Wasserstoff-Wasserstoff, Sauerstoff-Sauerstoff, Stickstoff-Stickstoff etc.)



Da Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff sowie die Halogene Fluor, Chlor, Brom und Iod in der Natur immer biatomar, d.h. 2 Atome sind immer miteinander verbunden, vorkommen bezeichnet man diese auch als biatomare Elemente

Die biatomaren Moleküle

 
Wasserstoff:

Ordnungszahl :1   -> 1 Proton, 1 Elektron
Atommasse:    1   ->  0 Neutronen

1. Periode:
           ->  1 Elektronenschale
1. Hauptgruppe          
->  1 Außenelektron

Hinweis:
Außenelektronen(Valenzelektronen) sind die Elektronen auf der äußersten Schale.
 
Wasserstoff befindet sich in der 1. Hauptgruppe. Da er nach einer vollbesetzten äußeren Schale strebt (2 Elektronen auf k-Schale), aber nur ein Außenelektron hat, verbinden sich in der Natur zwei Wasserstoffatome zu dem Wasserstoffmolekül. Man schreibt H2.

Dargestellt ist der Überlappung der Elektronenräume zweier Wasserstoffatome. Durch diese gegenseitige Durchdringung der Elektronenräume stehen nun beiden Wasserstoffatomen 2 Außenelektronen zur Verfügung.
Die Duettregel, die besagt, dass Atome der 1. Periode 2 Außenelektronen anstreben, ist damit erfüllt.

Liegen mehrere Wassermoleküle vor, so schreibt man 2 H2, 3 H2, 4 H2, 5 H2 etc.

Wichtig: Niemals wird der tiefgestellte Index 2 verändert!!


 
  Ordnungszahl : 8 -> 8 Protonen, 8 Elektronen
Atommasse:    16  ->  8 Neutronen

2 . Periode:            ->  2 Elektronenschalen
6. Hauptgruppe           ->  6 Außenelektronen

Hinweise:
Außenelektronen (Valenzelektronen) sind die Elektronen auf der äußersten Schale.

Subtrahiert man die Ordnungszahl von der Atommasse, so erhält man die Anzahl der Neutronen im Kern !!!
 
Sauerstoff befindet sich in der 6. Hauptgruppe. Da er nach einer vollbesetzten äußeren Schale strebt (8 Elektronen auf l-Schale), aber nur 6 Außenelektronen hat, verbinden sich in der Natur zwei Sauerstoffatome zu dem Sauerstoffmolekül. Man schreibt O2.
Dargestellt ist der Überlappung der Elektronenräume zweier Sauerstoffatome. Durch diese gegenseitige Durchdringung der Elektronenräume stehen nun beiden Sauerstoffatomen 8 Außenelektronen zur Verfügung.

Die Oktettregel, welche besagt, dass jedes Element der 2. Periode ein Elektronenoktett anstrebt, ist somit erfüllt.


 
  Ordnungszahl : 7   -> 7 Protonen, 7Elektronen
Atommasse:    14  ->  7Neutronen

2 . Periode:            ->  2 Elektronenschalen
5 . Hauptgruppe           ->  5 Außenelektronen

Hinweise:
Außenelektronen (Valenzelektronen) sind die Elektronen auf der äußersten Schale.

Subtrahiert man die Ordnungszahl von der Atommasse, so erhält man die Anzahl der Neutronen im Kern !!!
 

Stickstoff befindet sich in der 5. Hauptgruppe. Da er nach einer vollbesetzten äußeren Schale strebt (8 Elektronen auf der l-Schale), aber nur 5 Außenelektronen hat, verbinden sich in der Natur zwei Stickstoffatome zu dem Stickstoffmolekül. Man schreibt N2.
Dargestellt ist der Überlappung der Elektronenräume zweier Stickstoffatome. Durch diese gegenseitige Durchdringung der Elektronenräume stehen nun beiden Stickstoffatomen 8 Außenelektronen zur Verfügung.

Die Oktettregel, welche besagt, dass jedes Element der 2. Periode ein Elektronenoktett anstrebt, ist somit erfüllt.

Häufige Frage: Woher weiß man, wieviele Elektronen sich in der Schnittmenge befinden?
Antwort: Recht einfach....

Ist ein Element in der 5. Haupgruppe, so fehlen ihm bis zum Oktett 3 Elektronen, diese 3 Elektronen bringen beide Atome in die Schnittmenge ein. Folglich befinden sich 6 Elektronen in der Schnittmenge.

Ist ein Element in der 6. Hauptgruppe, so fehlen ihm bis zum Oktett ___ Elektronen, diese ___ Elektronen bringen beiden Atome in die Schnittmenge ein. Foglich befinden sich ___ in der Schnittmenge.

nachgedacht?
Lösung: genau 2..., 2... . Folglich befinden sich 4 ... in der Schnittmenge.


Merke:
Elektronen in der Schnittmenge bezeichnet man als bindende Elektronenpaare, Elektronenpaare außerhalb dieser Schnittmenge bezeichnet man als freie Elektronenpaare.
       

 
 

b) die polare Elektronenpaarbindung (zwischen zwei unterschiedlichen Nichtmetall-Atomen verschiedener Elemente)