Polare Atombindung und Dipole

Besteht ein Molekül aus unterschiedlichen Atomen, so sind die Anziehungskräfte auf Elektronen meist unterschiedlich. Im Extremfall zieht ein Atom Elektronen des anderen ganz zu sich heran. (Ionenbindung) Doch auch bei Elektronenpaarbindungen zwischen unterschiedlichen Elementen zieht der eine Partner stärker an den Elektronen der Bindung, als der andere. Er erhält dadurch einen Überschuss an negativer elektrischer Ladung, die jedoch viel kleiner ist als eine Elementarladung (Elektronen, Protonen) Man nennt solche Ladungen Partialladungen. Sie werden bezeichnet mit delta + für positive und delta - für negative Ladungen. Die Bindung des Moleküls wird als polare Atombindung bezeichnet. Die Fähigkeit eines Atoms Bindungselektronen anzuziehen wird durch den Wert der Elektronegativität angegeben. Eine Bindung ist umso polarer je mehr die EN Werte der beteiligten Atome auseinander gehen. Atombindungen zweier gleicher Elemente (C-C) sind unpolar. Elemente mit hoher Elektronegativität sind: F, O, N, Cl oder Br.

Dipole

Moleküle mit Zentren positiver und negativer Ladung sind permanente Dipole. Ein Molekül ist ein Dipol wenn polare Atombindungen vorliegen und das Molekül unsymetrisch gebaut ist, so dass die Ladungsschwerpunkte der positiven und negativen Partialladungen nicht zusammenfallen und sich so ausgleichen. HCL, H2O und NH3 sind Dipole, weil ihre Struktur die Partialladungen nicht ausgleicht.

CCl4 und CO2 sind trotz polarer Atombindungen keine Dipole, da die Ladungsschwerpunkte zusammen fallen. Bei CCl4 liegen die beiden Ladungsschwerpunkte im Zentrum der Tetraederstruktur des Moleküls, bei CO2 in der Mitte des linearen Moleküls. CO2 :......O=C=O (+/-/+)

Dipolmoleküle ziehen sich an. Anziehungskräfte zwischen permanenten Dipolen bezeichnet man als Dipol-Dipol-Wechselwirkungen. Je größer der Dipolcharakter eines Dipols ist desto stärker ziehen sich die Moleküle an. Berühmtester Vertreter ist das Wasser. Wassermoleküle bilden Wasserstoffbrückenbindungen aus. Neben dem elektrostatischen Anteil durch die Dipolwirkung der einzelnen Wassermoleküle haben die Wasserstoffbrücken auch einen kovalenten Anteil, weil die positivierten Wasserstoffanteile eines Wassermoleküls mit den negativen freien Elektronenpaaren des Sauerstoffanteils eines anderen Wassermoleküls überlappen und so eine relativ stabile Bindung bilden, die Wasser bei Raumtemperatur flüssig sein lässt.

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