Chemie elektronegativität und Lewis Formeln?
Hallo Liebe Welt,
Ich brauche Hilfe bei dieser Aufgabe. Ich verstehe sie nicht ganz und keiner aus meinem Chemie Kurs kann mir helfen. Wäre echt nett wenn jemand mir es erklärt oder direkt die Lösung (am besten mit Erklärung warum) schicken kann. Ich danke Ich voraus und danke dem, der es mir schickt.
1 Antwort
Moin,
ich erkläre dir an zwei Beispielen, wie das geht. Den Rest musst du dann erst einmal selbst probieren...
Du brauchst ein gutes Periodensystem der Elemente (PSE).
Es gelten folgende Faustregeln:
- Metall und Nichtmetall führen zu Ionenverbindungen mit Ionenbindungen.
- Nichtmetall und Nichtmetall führen zu Molekülverbindungen mit Atombindungen.
- Für die Elektronegativitätsdifferenzen gilt:
- Differenz EN: 0,0 bis 0,4 → unpolare Atombindung
- Differenz EN: 0,5 bis 1,7 → zunehmend stärker werdende polare Atombindung
- Differenz EN: ab 1,8 → Ionenbindung
Beispiel a)
Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O)
Kohlenstoff und Sauerstoff sind beides Nichtmetalle. Das Lässt schon einmal auf eine Molekülverbindung mit Atombindungen schließen.
Kohlenstoff (C) hat eine EN von 2,5.
Sauerstoff (O) hat eine EN von 3,5.
Die EN-Differenz beträgt also (3,5 – 2,5 =) 1,0.
Das bedeutet, dass Kohlenstoff und Sauerstoff ein Molekül mit polaren Atombindungen ausbilden. Dabei ist der Sauerstoff partiell negativ geladen (er hat die höhere EN). Der Kohlenstoff hat eine positive Partialladung (Teilladung).
Für die Lewisformel malst du erst einmal ein Symbol für Kohlenstoff (C) und eines für Sauerstoff (O) hin. Dann platzierst du jeweils die Valenzelektronen um das Symbol. Kohlenstoffatome haben 4 Valenzelektronen (Kohlenstoff steht in der 4. Hauptgruppe im PSE, also haben seine Atome 4 Valenzelektronen...). Darum erhält das Symbol C davor, darüber, dahinter und darunter jeweils einen Punkt hingemalt. Der Punkt steht für ein einsames Elektron.
Beim Sauerstoff musst du 6 Valenzelektronen um das Symbol platzieren. Du beginnst wieder mit einem Punkt vor dem Symbol, ein Punkt darüber, einen Punkt dahinter und einen Punkt unter dem Symbol. Das sind vier Elektronen. Nun malst du noch ein weiteres Elektron vor das Symbol und ein weiteres darüber. Dadurch entstehen vor und über dem O-Symbol Elektronenpaare, die du zu einem Strich vereinigst.
Nun stellst du fest, dass ein C-Atom vier ungepaarte Elektronen hat, ein Sauerstoffatom aber nur zwei. Deshalb brauchst du ein weiteres Sauerstoffatom, damit du beim Sauerstoff insgesamt auch auf vier ungepaarte Elektronen kommst. Das sieht dann ungefähr wie im Bild links aus:
Jetzt verbindest du die ungepaarten Elektronen (die Punkte) der Atome so miteinander, dass kein Punkt übrig bleibt.
So entstehen zwischen dem Kohlenstoffatom und den Sauerstoffatomen jeweils eine Doppelbindung. Das kannst du dann noch etwas schöner (wie im Bild rechts) hinmalen.
Zum Schluss schreibst du noch die Partialladungen an die Symbole. Dann bist du fertig...
Beispiel b)
Magnesium (Mg) und Sauerstoff (O)
Magnesium ist ein Metall, Sauerstoff ein Nichtmetall. Daraus schließt du gemäß den Faustregeln auf eine Ionenverbindung mit Ionenbindungen.
Magnesium hat eine EN von 1,2, Sauerstoff immer noch eine von 3,5.
Und siehe da: die EN-Differenz beträgt dann auch (3,5 – 1,2 =) 2,3, womit sie über 1,8 liegt, weshalb es sich um eine Ionenverbindung handelt.
Bei einer Ionenverbindung liegen Ionen vor (positiv geladene Ionen = Kationen und negativ geladene Ionen = Anionen).
Magnesium bildet zweifach positiv geladene Magnesiumkationen:
Mg → Mg2+ + 2 e–
Ein Magnesiumatom (Mg) wird zu einem Magnesiumkation (Mg2+), wenn es zwei Elektronen (2 e–) abgibt; es zerfällt quasi in ein Magnesiumkation und zwei Elektronen.
Woher weiß ich das?
Magnesium (Mg) steht im PSE in der 2. Hauptgruppe. Zweite Hauptgruppe heißt, dass Magnesiumatome 2 Valenzelektronen haben.
Im Verlauf einer chemischen Reaktion möchte das Magnesiumatom aber auf eine sogenannte Edelgaskonfiguration kommen, Das heißt, es möchte gerne so viele Elektronen wie ein Edelgas in seiner Hülle haben.
Magnesium steht im PSE auf Platz 12. Das bedeutet, die Atome haben insgesamt 12 Protonen im Kern. Also haben Magnesiumatome auch 12 Elektronen in der Hülle.
Die nächstgelegenen Edelgase vom Magnesium sind Neon (Ne, Platz 10 im PSE) und Argon (Ar, Platz 18 im PSE). Um eine Elektronenhülle wie das Edelgas Argon hinzubekommen, müsste das Magnesiumatom sechs (!) weitere Elektronen aufnehmen, weil 12 + 6 = 18 ergibt.
Oder es müsste nur zwei Elektronen loswerden, damit es auf die Elektronenanzahl des Edelgases Neon kommt, weil 12 – 2 = 10 ist.
Die Abgabe oder die Aufnahme von Elektronen ist etwa mit dem gleichen Energieaufwand verbunden. Da liegt es auf der Hand, dass es viel leichter ist, zwei Elektronen abzugeben als sechs aufzunehmen. Darum gibt Magnesium im Verluf von Reaktionen gerne seine zwei Elektronen ab.
Da Elektronen negativ geladene Teilchen sind, wird das (ungeladene) Magnesiumatom zu einem zweifach positiv geladenen Magnesiumkation, wenn es die zwei Elektronen abgibt.
Logisch? - Logisch!
Umgekehrt besitzt ein Sauerstoffatom insgesamt 8 Elektronen (Sauerstoff steht auf Platz 8 im PSE, hat also 8 Protonen im Kern und als Atom dann auch 8 Elektronen in der Hülle).
Auch Sauerstoffatome streben im Verlauf einer chemischen Reaktion eine Edelgaskonfiguration an.
Die nächstgelegenen Edelgase zu Sauerstoff sind wieder Neon (Platz 10 im PSE) und Helium (He; Platz 2 im PSE).
Um die Edelgaskonfiguration von Helium zu erreichen, müsste ein Sauerstoffatom sechs Elektronen abgeben, weil 8 – 6 = 2 ergibt.
Um auf die Edelgaskonfiguration von Neon zu kommen, müsste ein Sauerstoffatom dagegen nur zwei Elektronen aufnehmen, weil 8 + 2 = 10 ist.
Natürlich ist es hier leichter für das Sauerstoffatom, zwei Elektronen aufzunehmen als sechs abzugeben.
Die Aufnahme von zwei Elektronen (immerhin zwei negativen Ladungsträgern) führt dazu, dass aus einem (ungeladenen) Sauerstoffatom ein zweifach negativ geladenes Sauerstoff-Anion (ein Oxidanion) wird:
[O] + 2 e– → O2–
Somit hast du also im Falle von Magnesium und Sauerstoff einerseits zweifach positiv geladene Magnesiumkationen (Mg2+) und andererseits zweifach negativ geladene Oxidanionen (O2–) vorliegen.
Um nun auf die Verhältnisformel von Magnesiumoxid zu kommen, musst du die entgegengesetzt geladenen Ionen nur einerseits so miteinander kombinieren, dass keine Ladung (weder eine positive noch eine negative) übrig bleibt, und andererseits möglichst wenig Ionen eingesetzt werden müssen.
Im vorliegenden Fall ist das einfach: Du brauchst von beiden Ionensorten jeweils nur eins, denn 2+ und 2– gleichen sich ja gerade gegenseitig aus.
Darum lautet die Verhältnisformel von Magnesiumoxid MgO. Das war's...
So! Und nun du!
Wenn du magst, kannst du deine eigenen Versuche im Kommentar posten. Dann schaue ich noch einmal drüber (und korrigiere Fehler, falls nötig). Aber das schaffst du jetzt alleine, oder? Ich glaube an dich!
LG von der Waterkant
Im Grunde ja... Nur zwei Dinge: Schwefel wird nicht Argon. Schwefelatome werden zu Schwefelionen, die eine Elektronenhülle wie beim Argon haben! Das ist ein Unterschied. Argon hat nämlich ungeladene Atome, weil in Argonkernen 18 Protonen und in der Hülle 18 Elektronen sind. Beim Schwefelion sind aber nach wie vor nur 16 Protonen im Kern (während nach der Aufnahme der zwei Elektronen in der Hülle nun wie beim Argonatom 18 Elektronen sind). Darum hat ein Schwefelion (Sulfid-Anion) zwei negative Ladungen in der Hülle mehr als positive Ladungsträger im Kern und wird dadurch zu einem Ion (S2–).
Und Bariumatome geben tatsächlich zwei Elektronen ab und werden dadurch zu Bariumkationen (Ba2+). Aber die Bariumkationen haben danach nicht die gleiche Elektronenhülle wie Argon, sondern die von Xenon. Auch die Bariumionen werden nicht zu Xenon, sie haben nur eine Elektronenhülle wie es Xenonatome von Natur aus haben.
Aber ansonsten gilt auch hier: Die Ladungen von einem Bariumkation (2+) und einem Sulfidanion (2–) gleichen sich gerade gegenseitig aus. Deshalb brauchst du für die Verhältnisformel von Bariumsulfid von beiden Ionensorten nur eins, so dass die Formel BaS lautet.
Allerdings war Bariumsulfid doch gar nicht in deinen Aufgaben vorhanden, oder?
Die anderen Ionenverbindungen in deinen Aufgaben sind
g) Natriumchlorid (NaCl),
j) Kaliumsulfid (K2S) und
k) Calciumbromid (CaBr2)
Alle anderen Verbindungen sind Molekülverbindungen (mit entsprechenden Lewis-Formeln).
Aber für deinen Einsatz: Prima! Weiter so!
Ich nehme mir gleich Zeit für deine Antwort auf mein Kommentar, dar ich bisher keine Zeit hatte weil ich gestern bis zum umkippen auch noch für die WP Arbeit lernen musste und heute lange Schule + Geigen Unterricht. Ich antworte gleich auf dein Kommentar richtig. Und danke das du es mir so gut erklärst 👍👍👍👍
Ok,
Das heißt wenn ich Na (Natrium) nehme ist es dann eine Kation weil es ein elektron abgibt und dann ist es Na+ (11 Protonen, 12 neutronen und 10 elektronen) bei Cl (Chlor) ist es dann Cl- da er 1 elektron aufnimmt. dann ist es 17 protonen, 18 Neutronen und 18 Elektronen.
K ist dann K+ da er einen abgibt. (19 P, 20 N und 18 E). S ist dann S-2 da er 2 E aufnimmt. (16 P, 16 N und 18 E).
Ca ist dann Ca +2 da er 2 E abgibt. (20 P, 20 N und 18 E) Br ist dann Br - da er 1 E aufnimmt. (35 P, 35 N und 36 E)
Ich hoffe ich habe es jetzt richtig und danke nochmal für deine Hilfe, ehrlich, du erklärst es besser als mein lehrer in Chemie (E kurs) haha
Ich habe jetzt das, was du unten gemacht hast gemacht:
Ba (Barium) hat 2 Valenzelektronen woher? weil 2 Hauptgruppe. Es kann Mit S (Schwfel) zusammen kommen, damit Ba 8 Valenzelektonen hat. Dann ist es Ba +2 und S -2 weil Ba und S sind verschmolzen und jetzt ist es Ar (Argon)
Ich hoffe es ist richtig