Da Phosphor und Schwefel ja beide in der dritten Periode liegen, mal blöd gefragt, wieso gibts dann keine Moleküle wo sie derart viele Bindungen eingehen?
Weil in die dritte Schale passen ja laut der Formel 2n^2 18 Elektronen.
Wieso streben sie also nicht an entsprechend viele Bindungen einzugehen, damit die Schale gefüllt ist?
Warum ist die dritte Schale bei den Elementen der dritten Periode zufrieden, wenn die Elemente entsprechend so viele Elektronenpaarbindungen eingehen, dass es 8 Elektronen in der dritten Schale gibt.
Beziehungsweise manchmal gehen Schwefel und Phosphor ja auch mehr als 2 bzw. 3 Bindungen ein, was ich auch nicht versteh, weil ja immer von der Oktettregel gesprochen wird, es also genau 2 bzw. 3 Elektronen sind die dann nur fehlen.
Aber die Oktettregel gilt ja nur in der zweiten Periode.
Warum sind dann die Elemente in den weiteren Perioden in der 8. Hauptgruppe trotzdem Edelgase, obwohl deren Schalen gar nicht komplett gefüllt sind, da ja laut der Formel 2n^2 da noch viel mehr Elektronen reinpassen?
Du meinst die 3. Periode...
Stimmt...
3 Antworten
Auch in ein Wasserstoffatom passen ja theoretisch unendlich viele Elektronen, „voll“ wird ein Atom also nie. Allerdings nehmen die abstoßenden Kräfte zwischen den Elektronen zu und die Anziehung zwischen Kern und Elektronen ab, so dass in der Praxis nur H^- existiert. Argon kann durchaus ein Elektron aufnehmen, der Prozess Ar + e^- -> Ar^- setzt Energie frei. Allerdings geht das nicht in einer chemischen Reaktion. Selbst die Bildung von Cäsiumionen erfordert zu viel Energie, so dass sich kein Cäsiumargonid bildet. Xenon bildet allerdings eine große Vielfalt chemischer Verbindungen. Es ist also nicht so, dass die Edelgase chemisch völlig tot wären.
Weil die Aufnahme eines weiteren Elektrons zu wenig Energie freisetzt. Im Falle von Argon würde das ja das 4s-Orbital besetzen, das wesentlich höher liegt als 3p. Kalium hat ebenfalls ein Elektron in 4s, das lässt sich aber relativ leicht entfernen. Deswegen gibt es Verbindungen mit K^+-Ionen. Die äußere Schale von Argon ist in der Tat nicht gefüllt, die leeren 3d-Orbitale liegen aber energetisch noch höher als 4s. Das Schalenmodell ist halt sehr vereinfacht.
Das tun sie durchaus. Vom Schwefel sind z.B. die Fluoride SF₂, S₂F₂ (sogar in zwei stabilen Isomeren), S₃F₄, SF₄, S₂F₁₀ und SF₆ bekannt, dazu noch die Subfluoride S₃F₂ und S₄F₂. Beim Phosphor haben wir zwar nur PF₃, P₂F₄ und PF₅, dafür gibt es aber auch das Komplexion PF₆¯, das mit Metallkationen Salze bildet.
Alle Elemente ab der dritten Periode können mehr als vier Bindungspartner haben, allerdings hat das wohl mehr mit der Größe der Ionen zu tun als mit der Auffüllbarkeit der dritten Schale auf 18 Elektronen. Weitere Beispiele sind z.B. bei den Halogenen IF₃, IF₅ und IF₇ und bei den Edelgasen XeF₄ und XeF₆, dazu kommen viele Ionen des Typs SiF₆²¯, PF₆¯, SF₅¯, IF₈¯, XeF₈²¯.
Vielleicht solltest du die 8 Elektronen nicht als volle Außenschale sehen, sondern mehr als ein einfaches Oktett. Denn die 8 ist hier der gemeinsame Nenner von Schalenmodell und Orbitalmodell (also fast, da gibts auch wieder Ausnahmen, aber es passt zumindest besser). Die 8 Elektronen auf der Außenschale sind deswegen so erstrebenswert bzw eine Grenze, weil danach immer ein größerer Energiesprung kommt. Und um den zu besetzen braucht es einen größeren Kern, den dann erst die nächsten Elemente mitbringen.
Bedarf es eines größerer Kerns, weil der die Elektronen besser anzieht? Also besser bei sich behalten kann?
Ja. Größerer Kern -> mehr Protonen -> höhere Anziehungskraft auf die Elektronen. Deswegen können die späten Elemente so viele Elektronen halten, die ja auch weiter vom Kern weg sind.
Warum betrachtet man Argon z.B. als mit "voller Außenschale" obwohl das ja gar nicht stimmt, da in die dritte Schale ja 18 Elektronen passen? Das Rall ich nicht. Dasselbe könnte ich für Krypton in der 4. Periode fragen, was ja auch Edelgaszustand erreicht hat, aber warum, denn die Schale ist ja nicht voll...