CHEMIE! Freies und gebundenes Elektronpaar
Ich schreibe morgen eine Chemiearbeit und dabei ist mir dabei eine frage nicht ganz deutlich undzwar
Warum nimmt ein freies Elektronenpaare mehr Raum ein als ein gebundenes ?
2 Antworten
Nach dem VSEPR-Modell nehmen freie Elektronenpaare einen größeren Raum ein, da sie sich diffuser verhalten.
Du musst dir das so vorstellen, dass die Elektronen, die eine (sigma)-Bindung bilden sich mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit im Bereich zwischen den Atomen aufhalten wo eben die Bindung ist. Gründe hierfür liegen in der Elektrostatik (aufgrund der Elektronegativitätsdifferenz), die dafür sorgt, dass besonders in dem Bereich vo die Bindung ist die Elektronen hingezogen werden. Alles andere würde wohl an dieser Stelle zu weit führen, da muss man schon tief in die physikalische/theoretische Chemie einsteigen um das genauer zu erläutern.
Was du dir vereinfacht merken kannst ist, dass die Elektronen in einer (sigma-)Bindung ziemlich fest an den Raum zwischen den Atomen, wo also die Bindung ist, "gebunden" sind.
Da die Einwände sicherlich kommen: ja es handelt sich nur um Aufenthaltswahrscheinlichkeiten, die besonders im Bereich der Bindung liegen, das verkompliziert die Vorstellung aber nur zusätzlich. Daher auch die " " bei gebunden, streng genommen sind Elektronen immer in Bewegung und können sich grundsätzlich überall im Atom/Molekül aufhalten.
Bei Pi-Bindungen sind die Elektronen schon wieder nicht ganz so stark an einen Bereich "gebunden", d.h. auf die Elektronen wirken etwas schwächer Kräft, die sie in Richtung Bindung ziehen. Mehrfachbindungen nehmen also nach VSEPR auch einen größeren Raum ein!
Bei freien Elektronenpaaren schließlich wirken keine Kräfte, die sie in Richtung einer Bindung ziehen, sie können sich also ungestört völlig diffus (verstreut) im Raum bewegen, weshalb sie mit ihren Bewegungen einen größeren Raum einnehmen als die Elektronen, die in den Bindungen stecken. Durch die hohe Elektronenkonzentration (und damit Konzentration an negativer Ladung) im Bereich der Bindungen kommt es zusätzlich zur Abstoßung der freien Elektronen und den Bindungen, was wiederum Auswirkungen auf die Molekülstruktur hat.
Bitte beachte, dass es sich hier nur um eine Näherung handelt. Man kann es sich so in etwa vorstellen, doch der Realität entspricht es nicht zu 100%. Elektronen sind nunmal wahnsinnig schnelle Teilchen, die ständig in Bewegung sind. Man kann nicht sagen, wo genau sich ein Elektron gerade aufhält, alle Angaben sind nur Wahrscheinlichkeiten. Ein Elektron in einer Bindung bleibt nicht plötzlich stehen, nur weil es sich jetzt in einer Bindung befindet. Will man eine bessere Näherung erreichen muss man jedoch sehr aufwendige Berechnungen zur Aufenthaltwahrscheinlichkeit der Elektronen aufstellen. Dies will ich dir an dieser Stelle doch ersparen (zumal ich da selbst erstmal in der Bib nachwälzen müsste ^^)
Ich hoffe trotzdem du kommst mit meinen Erklärungen weiter in deinem Verständnis :-)
Sorry, das ich erst so spät antworte aber es hat mir super geholfen! Vielen vielen lieben dank <3
Könnte es sein, dass Du den Unterschied zwischen nichtbindenden und bindenden Molekülorbitalen meinst?
Bindende Orbitale kann man sich im Prinzip als zwei Orbitale vorstellen die mit je einem Elektron besetzt sind und sich überlappen/durchdringen. D.h. dass der Gesamtraum dieses bindenden Molekülorbitals kleiner ist als die Summe der einzelnen Orbitale (wie im nichtbindenden/freien Elektronenpaar).