Wie Viele Bindungen Kann Stickstoff Eingehen

Metalle und Nichtmetalle

Zu Beginn dieser Folge von Telekolleg Chemie werden zunächst die typischen Eigenschaften der Metalle wie die Verformbarkeit, die gute Strom- und Wärmeleitfähigkeit oder dice Möglichkeit der Energiespeicherung den vielfältigen Merkmalen der Nichtmetalle gegenüber gestellt. Daran schließt sich ein Überblick über dice Nichtmetalle an, bei dem erkennbar ist, dass bei dieser Stoffgruppe der Gascharakter oder die Tendenz dazu überwiegen. Gasförmiges Helium (He), flüssiges Brom (Br) sowie festes Iod, das dice Neigung zur Sublimation zeigt, belegen diese Tatsache.

Periodensystem der Elemente (PSE) - klicken Sie bitte auf dice Lupe.

Nebenstehend ein Blick auf das Periodensystems der Elemente (PSE): Hier sind dice Metalle, dice Halb- und die Nichtmetalle farblich gekennzeichnet sind.

Das Elektronenoktett

Alle Edelgase findet man in der 8. Hauptgruppe des PSE. Da sie - außer Helium (He) - alle acht Elektronen in ihrer Außenschale besitzen, spricht human being in diesem Fall auch von der Edelgasschale oder dem Elektronenoktett. Das Streben der übrigen Elemente nach diesem Zustand ist der Grund für deren Reaktivität. Dies zeigt einerseits das Beispiel von Brom, das seine Außenschale mit einem Elektron zum Oktett ergänzen möchte und andererseits von Kalium, das durch die Abgabe seines einzigen Außenelektrons ebenfalls einen Edelgaszustand erreicht.

Neben einer klärenden Modelldarstellung beweist ein reales Experiment, dass beim Zusammentreffen der beiden Elemente dieser erwünschte Elektronenwechsel in einer heftigen, exothermen Reaktion tatsächlich erfolgt.

Elektronenpaarbindung

Elektronenpaarbindung beim Brommolekül

Am Beispiel des Brommoleküls sehen Sie nebenstehend, wie durch ein gemeinsames Elektronenpaar eine Bindung im Molekül entsteht. In der Folge werden weitere zweiatomige Moleküle, die Gase Chlor (Cl_ii), Fluor (F_two), Sauerstoff (O_ii), Stickstoff (N₂) und Wasserstoff (H₂), kurz vorgestellt:

Die Beteiligung der Energie

Ein Modell verdeutlicht einleitend das Gleichgewicht zwischen den in einem Molekül herrschenden Kräften. Dieses entspricht dem Zustand der tiefst möglichen Energie im Molekül.

Am Wasserstoff (H_two) wird in nebenstehendem Trickfilm anhand der zwei energiereichen 1s-Orbitale gezeigt, wie deren Überlappung zur s-s-Überlappung führt. Das entstehende Molekülorbital ist mit den beiden Elektronen der Wasserstoffatome besetzt und energiearm, da beim Entstehen des H_two-Moleküls die sogenannte Bindungsenergie frei wird. Umgekehrt muss zum Lösen einer Bindung der Betrag der Bindungsenergie wieder zugeführt werden.

Die p-p-Einfachbindung

Fluor (F) besitzt die Ordnungszahl nine besitzt, im PSE. Das Video demonstriert anhand der Elektronenkonfigurationen, wie durch die Überlappung der mit ungepaarten Elektronen besetzten 2p-Orbitale eine p-p-Einfachbindung (F-F) entsteht. Das sich dadurch ergebende Molekülorbital ist energetisch tiefer liegend.

Dice p-p-Mehrfachbindungen

Beim Sauerstoff mit der Ordnungszahl 8 kann aufgrund seiner Elektronenkonfiguration und der dadurch möglichen Überlappung der p-Orbitale eine p-p-Doppelbindung (O=O) entstehen.

Durch dice Überlappung von drei nur einfach besetzten p-Orbitalen bildet der Stickstoff mit der Ordnungszahl 7 drei bindende Molekülorbitale aus. Then ergibt sich ein Molekül mit einer Dreifachbindung.

Van-der-Waals-Kräfte

Unterschiedliche Ladungsdichten beeinflussen die Ladungsverteilungen in benachbarten Atomen oder Molekülen. Diese werden polarisiert, wodurch sie sich gegenseitig anziehen. Derartige zwischenmolekulare Wirkungen bezeichnet human als Van-der-Waals-Kräfte. Diese kleinen Kräfte bewirken, dass schließlich bei sehr niedrigen Temperaturen auch Gase wie Stickstoff oder Sauerstoff kondensieren. Dice Sendung beschließt ein Experiment, bei dem eine Rose in flüssigem Stickstoff schlagartig gefriert.

Source: https://www.br.de/telekolleg/faecher/chemie/telekolleg-chemie-03-elektronenpaarbindung-100.html

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