Moleküle und ihre Geometrie

Lewisschreibweise bei Verbindungen

Wichtige Begriffe: Summenformel: Gibt die Anzahl der einzelnen Atome in dem Molekül mit Hilfe der Symbolschreibweise an. Beispiel: Wasser hat die Summenformel H2O Strukturformel: Aufbau und Verknüpfung der Atome in einem Molekül in der Lewisschreibweise dargestellt. Beispiel: Wasser hat die Strukturformel

Aufgabe XX Bestimme die Lewisschreibweise für die folgenden Verbindungen: H2S, NH3, HBr, AlCl3, Ethylen C2H2

Die letzten Aufgaben waren noch recht einfach, da man nur zwei Arten von Atomen hatte. Wenn 3 oder mehr Arten und vor allem auch eine größere Anzahl beteiligt ist, kann man leicht Fehler machen. In der letzten Aufgabe zeigte sich ein möglicher Fehler. Außerdem solltest du zur Kontrolle noch folgendes beachten:

Fehler die beim Zeichnen der Lewisschreibweise öfter sauftreten, sollten zur Sicherheit immer kontrolliert werden: Ist bei jedem Atom die Edelgasregel erfüllt? Ist die Gesamtanzahl der äußeren Elektronen gleich der Anzahl der Elektronen in der Lewisschreibweise? Hat jedes Atom nur so viele Bindungselektronenpaare, wie es ungepaarte Elektronen hatte? Anmerkung: Einige der Regeln, sind nicht immer erfüllt, aber in der Schule gibt es keine Aufgaben, wo diese Regeln nicht stimmen. Außer für Einser-Kandidaten!

Aufgabe XX Nutze den Molekülbaukasten, um die Moleküle mit den folgenden Summenformeln zusammenzubauen und sie dann in Lewisschreibweise festzuhalten. Formaldehyd H2CO, Methanal CH2OH, PH3, Kohlensäure H2CO3, Cyanwasserstoff HCN, Ameisensäure HCOOH, Ethanol C2H5OH, Benzol C6H6, Heptan C7H16 Tipp: Erst ein Molekül zusammenbauen, dann die Atome entsprechend der Anordnung im Modell ins Heft zeichnen, dann erst die Striche für die Bindungselektronen- und freien Elektronenpaare zeichnen, Abschlusskontrolle um Fehler auszuschließen. Lösung auf Extra-Seite

Regeln zur räumlichen Anordnung von Atomen in Molekülen

Baut man eine Molekül mit dem Baukasten zusammen, so sieht man nicht nur, wie ein Molekül aufgebaut ist, sondern nebenbei auch noch die genaue räumliche Anordnung. Welches Winkel zwischen den Bindungen sind, ob ein Molekül ganz eben ist, wie etwa das Benzol, oder sogar ganz gestreckt.

Da dies bei der "flachen" Darstellung in der Lewisschreibweise verloren geht, muss man wissen, wo man welche Winkel hat ... und das lässt sich aus der Lewisschreibweise einigermaßen genau ablesen.

Dazu nun ein paar Regeln und Beispiele.

Grundregeln EPA (Elektronenpaarabstoßungsmodell): Elektronenwolken versuchen einen möglichst großen Abstand voneinander zu haben. Einfach-, Doppelt- und Dreifachbindungen werden wie eine Elektronenwolke gezählt. Freie Elektronenpaare werden wie eine Bindung gezählt.

Pseudostrukturen

Pseudo-Strukturen nennt man die nun folgenden Strukturen, weil freie Elektronen zwar Platz benötigen aber nur die Atome „sichtbar“ sind. Daraus ergeben sich die Realstrukturen, die im nächsten Abschnitt genauer betrachtet werden.

Bezeichnung	Winkel	allgemeine Darstellung	Beispiel	Beispiel in Lewisschreibweise
linear	180°		H2
Element	Element	Element	Element	Element
Element	Element	Element	Element	Element
Element	Element	Element	Element	Element
Element	Element	Element	Element	Element
Element	Element	Element	Element	Element
Element	Element	Element	Element	Element

ReBindungswinkel in der tetraedrischen Anordnung

Die vier Kugelwolken, werden zwar meist "flach" dargestellt, tatsächlich aber verteilen sich die vier Kugelwolken gleichmäßig um den Kern herum. Sie haben dann eine sogenannte Tetraedrische Anordnung, wobei der Kern in der Mitte des Tetraeders liegt und die Kugelwolken kann man sich an den Ecken des Tetraeders vorstellen.

Mathematische Darstellung

Avogadro-Zeichnung, um die Winkel zu messen

1	2	3	4
1	2	3	4