Grundlagen der Atombindung und Molekülstruktur

Eine Atombindung, auch kovalente Bindung genannt, entsteht, wenn zwei Atome Elektronen teilen. Ziel ist es, eine Edelgaskonfiguration zu erreichen, die ihnen eine höhere Stabilität verleiht. Diese Bindungsart findet man bei Molekülen wie H2O oder O2.

Die Lewis-Schreibweise visualisiert Valenzelektronen als Punkte oder Striche um das Elementsymbol. Paare von Elektronen, die eine Bindung darstellen, werden als Strich zwischen den Atomen gezeichnet. Ungebundene Elektronenpaare werden um das Atom angedeutet.

Die Oktettregel besagt, dass Atome dazu neigen, acht Valenzelektronen zu erreichen, um eine Edelgaskonfiguration zu simulieren. Während viele Elemente dieser Regel folgen, gibt es Ausnahmen wie Wasserstoff, der duet statt Oktett anstrebt.

Mehrfachbindungen entstehen, wenn mehr als ein Elektronenpaar geteilt wird. Doppelbindungen teilen zwei, Dreifachbindungen drei Paare. Sie sind kürzer und stärker als Einfachbindungen und sind entscheidend für die Chemie organischer Moleküle.

Resonanzstrukturen treten auf, wenn mehr als eine Lewis-Struktur möglich ist. Sie sind keine realen Strukturen, sondern eine Darstellung der Elektronenverteilung. Die wahre Struktur ist eine Hybridform, was zu einer größeren Stabilität führt.

Elektronegativität misst die Fähigkeit eines Atoms, Elektronen anzuziehen. Unterschiede in der Elektronegativität zwischen gebundenen Atomen führen zu Polarisierung und polaren Bindungen. Polarität ist zentral für Moleküleigenschaften wie Löslichkeit und Schmelzpunkte.

Die Lewis-Schreibweise wird komplexer bei Übergangsmetallen mit unvollständigen d-Orbitalen und bei Radikalen. Hier kann die übliche Darstellung der Elektronenpaare nicht alle Bindungsverhältnisse und unpaarigen Elektronen korrekt wiedergeben.