Frage von FatalKaddi, 117

Erstellen von Valenzstrichformeln?

Ich habe im Internet ein Dokument mit gut formulierten Regeln, wie man Valenzstrichformeln erstellt, gefunden. Hier ist der Link http://www.digitale-schule-bayern.de/dsdaten/162/15.pdf

Wer den Link nicht gehen will schreibe ich kurz die Prinzipien, die da drin stehen:

  1. Berechnen der Anzahl der vorhandenen Valenzelektronen (VVE) des Moleküls.
  2. Ermitteln der Zahl der benötigten Valenzelektronen (BVE) damit die isolierten Atome Edelgaskonfiguration erhalten. BVE(H) = 2; alle anderen Atome: BVE = 8.
  3. Ermitteln der Zahl der bindenden Elektronen (BE) als Differenz zwischen der Zahl der benötigten und der Anzahl der vorhandenen Valenzelektronen: BE = BVE – VVE
  4. Aufstellen der Valenzstrichformel unter Beachtung der Oktettregel

Also alles hat super geklappt bis ich Strukturformeln für z.B. ClO4- oder IBr3 erstellen wollte. Laut den Rechnungen oben sollte Cl nur 4 Elektronenpaarbindungen haben, aber in der Realität hat Cl 3 Doppelbindungen und eine einfache Bindung, d.h. 7 Bindungen insgesamt. Bei IBr3 sollte I nur 2 Bindungen haben, aber das geht gar nicht, weil es 3 Atome von Br verbunden sind.

Warum funktionieren diese Regeln nicht immer? Habe ich etwas vergessen?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Antwort
von ThomasJNewton, 46

Soweit ich das aus Beiträgen in Foren wie diesen und den Links, die dann in Lehrbücher der Physikalischen Chemie mündeten, entnehmen könnte, gilt auch für P, S, Cl die Oktettregel!!!!!

So gesehen sind alle anderen Darstellungen, auch in Wikipedia, falsch!!!!

Ganz davon abgesehen, dass es mit der Oktettregel übersichtlicher ist. Das Perchlorat hat demnach ein 3fach positives Cl im Zentrum, und vier einfachgebundene Sauerstoffe mit der Ladung minus eins darum. In Summe minus eins.

Eine gewisse Skepsis bleibt, kein Atom ist "in echt" dreifach positiv geladen.
Aber ich weiß schon, dass ich nur ein Nebenfachchemiker war, und mein Gefühl einfach nur mein Gefühl ist.

Traurig ist es aber, dass die "neuesten Erkenntnisse" nach zig Jahren noch nicht angekommen sind.
Weder in der Schule, noch bei den Experten hier (und solch ein Depp war ich früher auch), noch in (Online-)Enzyklopädien, noch in der Schule.

Schreib es einfach so auf, mit der strengen Oktettregel. Aber bitte nur in den Haupgruppen.
Dann ist all das "stimmig".

Und eigenlich dürfte ich dir gar nicht antworten. Ich schere mich einen Dreck um Regeln, Rezepte oder Anleitungen, ich sehe die Stoffe vor mir.
Du kannst es krank nennen, und du hast recht. Ich sehe nicht nur Atome und Bindungen, sondern auch deren Hybridisierung, und die Hybridisierungen der Hybride.

OK, ich bin kein Psycho. Aber wenn man sich 40 Jahre nicht beruflich, sondern rein aus Interesse mit sowas beschäftigt, wird man hat so.

Und wenn du mir schon lange nicht mehr folgen kannst, dann vertraue dir:
Vergiss die "Oktetterweiterung"!

Kommentar von mgausmann ,

Theoretisch kann man das so schreiben ja...

Aber sind wir mal ehrlich, in Wirklichkeit ist das doch einfach nur eine Vorstellung um das ganze auf ein Blatt Papier zu quetschen... Die Elektronen sind ja auch keine starren Gebilde, nach neuesten Erkenntnissen (zumindest die mir bekannt sind), wird eben auch die Oktetterweiterung schon längst über den Haufen geworfen, sondern mit Mehrzentrenbindungen gerechnet, wobei sich die Elektronen eben über alle Atome des Stoffes verteilt bewegen. Heraus kommen kanonische Molekülorbitale, die linear kombiniert die Elektronenverteilung des Moleküls beschreiben...

Aber das interessiert wahrscheinlich nur die Theoretiker...
Falsch würde ich die Strukturen bei Wikipedia nicht nennen. Entweder man kann sich mit der Oktettregel anfreunden oder eben nicht. Für den Praxisgebrauch ist es in vielen Bereichen wohl Geschmackssache...

Kommentar von ThomasJNewton ,

Über diese Fragen habe ich mir durchaus Gedanken gemacht.
Und da ist Schwefelhexafluorid ohne d-Orbiale eher eine leichte Übung. Die p-Orbitale bieten einfach beide Enden der "Hantel" zur Bindung an. Und die vierte ist eine σ-Bindung, über 7 Atome.
Warum Sulfat nicht einfach als sp³ beschrieben wird, da hab ich eher Probleme.

Aber letztlich geht es nicht um meine Probleme, sondern um die Fragen von Schülern, oder Studenten im ersten Semester.
Und da erscheint es mir leichter verständlich, wenn man ganz stur von 4 Bindungen ausgeht.

Und dass ich ganz tief im Herzen so meine Zweifel habe, dass der Normalfall bei den Übergangsmetallen, eine d²sp³-Hybridisierung, mit oktaedrischer Koordinaton, 5 Elemente vorher so absolut verboten sein soll, das sollte eben nicht Schülern aufgehalst werden.

Ohne diese Komplikationen erscheint es mir einfach leichter verständlich. Und wenn du in den Lehrbüchern der Physikalische Chemie mal die Bindungsverhältnisse des Jod betrachtest, dann können wir uns sicher darauf einigen, dass schlimmer immer geht.

Schüler kämpfen mit ganz was anderem, dass die Benotung des Verständnissen wichtiger als das Verständnis selbst ist.

Und was du vielleicht noch nicht so oft erfahren hast, die Experten hier sind auch nur Halbwissende, und wenn sich dieses Halbwissen von unterschiedlichen Sichtweisen zu einem Bild zusammenfügt, dann ist das auch was. Selbst wenn der Fragesteller nur noch "Bahnhof" versteht.

Ich denke, du verstehst, wie ich das meine.

Kommentar von FatalKaddi ,

Auf jeden Fall vielen Dank für Deine Meinung! Ich finde sie sehr interessant und teilweise mit meinen Gedanken über die Oktettregel und die Äquivalenzformeln übereinstimmt, obwohl ich mich als einen totalen Anfänger in Chemie halte :) Aber solange ich Studentin bin muss ich den kanonischen Regeln folgen und ich wollte verstehen wie sie funktionieren. Das Verständnis eines Phänomenes und Noten für z.B. eine Klausur sind zwei verschiedene Sachen. Um eine 1,0 zu bekommen muss man nicht unbedingt alles verstehen. Es reicht auch auswendig zu lernen und so zu antworten, wie man das sehen will.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Ich weiß nicht mal, was "kanonisch" bedeutet.
Und ganz ehrlich, es ist mir auch egal.

Deine Fage hat mit jedenfalls viel Freude bereitet, und auch die Diskussionen mit mgausmann.

Und regelmäßig zu dieser Uhrzeit wecke ich mein Alter Ego:
Konfusius sagt Traue denen, die die Wahrheit suchen, aber nie denen, die sie gefunden haben.

Also Schönes Restwochende, und bleib neugierig.

Expertenantwort
von mgausmann, Community-Experte für Chemie, 68

Nunja, die Oktettregel gilt ja nur für die 2. Periode (und selbst dort gibt es ausnahmen). Chlor steht in der 3. und Brom in der 4. Periode, die machen also regelmäßig mehr Bindungen...Kann man vielleicht noch mit dem Begriff "Oktetterweiterung" erklären, kann man aber auch lassen und sich einfach denken, dass die Oktettregel nur für die 2. Periode in den meisten Fällen gilt.

Kommentar von FatalKaddi ,

vielen Dank für Deine Antwort! Mit anderen Worten steht Cl in der 7. Hauptgruppe und somit hat 7 Elektronen, d.h. Cl kann max. 7 Bindungen haben, auch wenn das dem Oktettregel widerspricht? Wie kann ich dann entscheiden, ob Cl nur 4, 5 oder alle 7 Bindungen hat? Soll ich dann einfach immer eine Formel mit weniger Ladungen auswählen?

Kommentar von mgausmann ,

Fassen wir das mal zusammen:
Variante 1: Oktettregel: Das Chlor ist 3fach positiv geladen und die Sauerstoffatome jeweils 1fach negativ geladen und 1-fach gebunden.

Variante 2: 3 Sauerstoffe sind in einer Resonanzstruktur doppelt gebunden, ein Sauerstoff ist negativ und einfach gebunden. Davon gibts dann 4 Resonanzstrukturen, sodass jede Bindung gewissermaßen eine "1 3/4" - Bindung ist.

Nimm eine der beiden Varianten, oft steht bei solchen Aufgaben aber auch bei (zumindest war das bei uns so) ob die Oktettregel berücksichtigt werden soll oder sonst halt nicht.

Ich finde Variante 2 befriedigender, denn soviele Ladungen in einem Molekül auf einmal machen einen Organiker alles andere als glücklich ^^

Kommentar von FatalKaddi ,

Ja, das ist eben die Sache. Meine Variante mit dem 3fach positiven Cl hat den Professor nicht glücklich gemacht xD Danke nochmal für die Erklärung :)

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