Frage von General001, 120

Warum tritt Kohlenstoff nicht als Molekül auf?

Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Phosphor, Schwefel, Chlor, Iod, Brom kommen alle molekular vor um die Oktettregel zu erfüllen. Aber wieso Kohlenstoff nicht? - Es ist doch auch wie alle anderen kein Metall und kein Edelgas,

Antwort
von Wunnewuwu, 67

Kohlenstoff kann vier Bindungen eingehen, bzw. muss sie eingehen, damit de Oktettregel erfüllt ist. Im Prinzip lässt sich die Frage dadurch schon beantworten, da ein C2-Molekül theoretisch 4 Bindungen mit sich selbst ausbilden müsste. 

Eine vierfach-Bindung gibt es nicht. Das höchste der Gefühle sind Dreifachbindungen. Es gibt Bindungsmodelle, die das Auftreten von Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen erklären, aber eine Vierfach-Bindung kann nicht entstehen.

Was es allerdings gibt sind Kohlenstoffatome aus mehreren C-Atomen (siehe Antwort von Franz1957); oder z.B. Graphit oder Diamant. Ich denke mir aber, dass du deine Frage stellst, weil du C mit N, F, O, H und den Halogenen vergleichst, die ja bi-atomar vorkommen.

LG

Antwort
von Sharkryoal, 55

Hey General0001,

falls ich dich richtig verstanden habe, denkst du, dass Kohlenstoff nicht im Periodensystem vorkommt?

Zitat wiki:

Kohlenstoff (von urgerm. kul-a-, kul-ō(n)- ,Kohle‘) oder Carbon (von lat. carbō ,Holzkohle‘, latinisiert Carboneum oder Carbonium) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol C und der Ordnungszahl 6. Im Periodensystem steht es in der vierten Hauptgruppe,

oder geht es hier um Kohlenstoffverbindungen?

mfg Sharkroyal

Kommentar von General001 ,

Es geht um Molekülverbindung

Antwort
von zalto, 49

Tut er doch: Als sp³-Einfachbindung (C-C, Diamant) oder als sp²-Doppelbindung (C=C, Graphit).

Kommentar von OlliBjoern ,

Diamant und Graphit sind aber keine Molekülverbindungen, sondern bestehen aus einem (prinzipiell "unendlichen") Gitter bzw. Schichten. Molekülverbindungen müssen in sich abgeschlossen sein (das trifft z.B. auf C60 zu). 

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 51

Wie kommt z.B. ein Chlormolekül zustande? Jedes Chloratom hat ein einfach besetztes Orbital und es ist eine Doppelbesetzung mit Elektronen bei der Bildung des Bindungsorbitals möglich.

Eine Dreifachbindung, wie beim Stickstoffmolekül, ist auch noch möglich.

Sollten sich aber alle vier einfach besetzten Orbitale von zwei C-Atomen überlagern, dann müssten die Atomkerne der beiden Atome auch zusammenfallen, und das ist eben nicht möglich.

Antwort
von OlliBjoern, 59

Es wurde ja schon einiges dazu geschrieben. "C2" (analog zu N2) gibt es nicht, da C keine Vierfachbindung ausbilden kann. Kleine Atome wie C und N bilden maximal Dreifachbindungen. Es gibt zwar Vierfachbindungen, diese sind aber selten, und auf relativ exotische Verbindungen beschränkt (es gibt Rhenium- und Chrom-Verbindungen, die so etwas haben, zu Sigma- und Pi-Bindungen kommt noch eine Delta-Bindung hinzu durch Überlappung von d-Orbitalen).

Das führt nun dazu, dass der vierbindige C sich etwas anderes "überlegen" muss, und so gibt es prinzipiell "unendliche" Gitter (im Diamant, sp3-Hybrid) oder "unendliche" Schichten (im Graphit, sp2-Hybrid, mit elektrischer Leitfähigkeit). Jedoch gibt es auch die Fullerene, also C60 (der "Fußball", "Buckyball" o.ä.) und seine Kumpels (es gibt auch größere Bälle), das ist ein Molekül. Sehr kleine "Bälle" sind ungünstig, da durch die hohe Krümmung die Stabilität verlorengeht.

Ja, es gibt S8 und P4, das sind Moleküle. Allerdings gibt es auch polymeren Schwefel (kann man selber herstellen, recht einfach sogar), und Formen von Phosphor, die polymer sind (schwarzer Phosphor bildet Schichten, und ist schwarz, ähnlich wie Graphit). Also auch diese Nichtmetalle haben alternative Modifikationen, die polymer sind.

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 44

Wer sagt denn, daß er das nicht tut?

Siehe z.B.: https://de.wikipedia.org/wiki/Fullerene

Kommentar von Franz1957 ,

Kleinere Moleküle bildet der Kohlenstoff ja auch, und bekanntlich in größerer Vielfalt als jedes andere Element. Nur, daß es die Geometrie seiner Orbitale ziemlich schwer macht, die freien Valenzen diese Moleküle ohne Beteiligung anderer Elemente zu besetzen. (Siehe Antwort von Wunnewuwu) Ist nur Kohlenstoff vorhanden, dann werden daraus ebene Netze, d.h. Graphit, und das kleinste Format, auf das sie sich zu geschlossenen Flächen zusammenbiegen lassen, sind Nanoröhrchen und Fullerene.

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