2 Die chemische Bindung

(1)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(2)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Für das Verständnis der Atombindung lieferte die Wellenmechanik entscheidende Beiträge.

(3)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Es gibt hierzu zwei Näherungsverfahren, die zwar von verschiedenen Ansätzen ausgehen, aber im Wesentlichen zu gleichen Ergebnissen führen:

(4)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

- die Valenzbindungstheorie (VB-Theorie)

(5)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

- die Valenzbindungstheorie (VB-Theorie) - die Molekülorbitaltheorie (MO-Theorie)

(6)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung Die VB-Theorie

(7)

2 Die chemische Bindung

(8)

2 Die chemische Bindung

(9)

2 Die chemische Bindung

(10)

2 Die chemische Bindung

(11)

2 Die chemische Bindung

(12)

2 Die chemische Bindung

(13)

2 Die chemische Bindung

(14)

2 Die chemische Bindung

(15)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Für die Erklärung des räumlichen Baus von Molekülen existieren im wesentlichen zwei Modelle:

(16)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

+ das VSEPR - Modell von Gillespie u. Nyholm

(17)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

+ das VSEPR - Modell von Gillespie u. Nyholm + das Hybridisierungskonzept

(18)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung Hybridisierung

+ Im Methanmolekül CH₄ sind entgegen der Erwartung alle C-H Bindungen gleich; Methan ist ein tetraedrisches

Molekül.

(19)

2 Die chemische Bindung

+ Im Methanmolekül CH₄ sind entgegen der Erwartung alle C-H Bindungen gleich; Methan ist ein tetraedrisches

Molekül.

 Im Bindungszustand besitzt Methan vier äquivalente „Hybridorbitale“, die aus einer Kombination des s- und der drei p-Orbitalen entstehen und auf die vier Ecken eines

Tetraeders ausgerichtet sind.

(20)

2 Die chemische Bindung

nicht zu beobachtendes Methanmolekül;

wie es nach bisherigem Verständnis aussehen sollte:

(21)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Hybridisierung



Experimentell gef. Molekül

(22)

2 Die chemische Bindung

C - Atom im Grundzustand

(23)

2 Die chemische Bindung

(24)

2 Die chemische Bindung

(25)

2 Die chemische Bindung

Auch nicht an einer Bindung beteiligte Elektronenpaare können in die Hybridisierung einbezogen sein,

z.B. beim Ammoniak NH₃ und beim Wasser H₂O.

(26)

2 Die chemische Bindung

sp³-Hybridisierung beim Ammoniak

(27)

2 Die chemische Bindung

sp³-Hybridisierung beim Wasser

(28)

2 Die chemische Bindung

Auch andere als die sp³-Hybridisierung sind möglich, z.B. die sp-Hybridisierung:

(29)

2 Die chemische Bindung

Auch andere als die sp³-Hybridisierung sind möglich, z.B. die sp-Hybridisierung:

(30)

2 Die chemische Bindung

(31)

2 Die chemische Bindung

(32)

2 Die chemische Bindung

(33)

2 Die chemische Bindung

(34)

2 Die chemische Bindung

eine weitere Möglichkeit ist die sp² - Hybridisierung

(35)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Hybridisierung sp² - Hybridisierung

(36)

2 Die chemische Bindung

(37)

2 Die chemische Bindung

unter Beteiligung von d-Orbitalen

(38)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Hybridisierung unter Beteiligung von d-Orbitalen

(39)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Hybridisierung unter Beteiligung von d-Orbitalen am Beispiel des d²sp³ hybr. SF6

(40)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(41)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(42)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Hybridisierung unter Beteiligung von d-Orbitalen dsp³ - Hybridisierung

(43)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(44)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(45)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Zusammenfassende Merkmale der Hybridisierung +

(46)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Zusammenfassende Merkmale der Hybridisierung +

+

(47)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

Zusammenfassende Merkmale der Hybridisierung

+ + +

(48)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

+ + + +

(49)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

+ + + +

(50)

2 Die chemische Bindung

- ist ein tatsächlich nicht beobachtbarer Zustand - hypothetischer Valenzzustand ist formulierbar

(51)

2 Die chemische Bindung

- ist ein tatsächlich nicht beobachtbarer Zustand - hypothetischer Valenzzustand ist formulierbar Beispiel Silicium:

(52)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung -Bindung

Beispiel Stickstoff N₂:

(53)

2 Die chemische Bindung

Beispiel Stickstoff N₂: NN

(54)

2 Die chemische Bindung

(55)

2 Die chemische Bindung

(56)

2 Die chemische Bindung

(57)

2 Die chemische Bindung

(58)

2 Die chemische Bindung

Beispiel Ethen C₂H₄:

(59)

2 Die chemische Bindung

(60)

2 Die chemische Bindung

(61)

2 Die chemische Bindung

(62)

2 Die chemische Bindung

(63)

2 Die chemische Bindung

Beispiel Ethin C₂H₂:

(64)

2 Die chemische Bindung

Beispiel Ethin C₂H₂: HCCH

(65)

2 Die chemische Bindung

(66)

2 Die chemische Bindung

(67)

2 Die chemische Bindung

(68)

2 Die chemische Bindung

(69)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

-Bindung - Beispiele zur Doppelbindungsregel

(70)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(71)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung

(72)

2 Die chemische Bindung

(73)

2 Die chemische Bindung

Beispiele: H₂SO₄, H₃PO₄, HClO₄

(74)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung Bindungslängen

- Abstand zwischen den Kernen miteinander verbundener Atome.

(75)

2 Die chemische Bindung

- Bindungslänge einer Einfachbindung (A-B) ist in verschiedenen Verbindungen nahezu konstant.

(76)

2 Die chemische Bindung

- Bindungslänge steigt mit:

(77)

2 Die chemische Bindung

- Bindungslänge steigt mit: + Atomgröße

(78)

2 Die chemische Bindung

- Bindungslänge steigt mit: + Atomgröße und sinkt mit: - Bindungsgrad

(79)

2 Die chemische Bindung

- Bindungslänge steigt mit: + Atomgröße und sinkt mit: - Bindungsgrad

- Bindungspolarität

(80)

2 Die chemische Bindung

(81)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung Mesomerie

(82)

2 Die chemische Bindung

(83)

2 Die chemische Bindung

(84)

2 Die chemische Bindung

(85)

2 Die chemische Bindung

(86)

2 Die chemische Bindung

2.2 Die Atombindung Beispiele für Mesomerie

(87)

2 Die chemische Bindung

(88)