H2C Strukturformel Chemie?
Hallo
ich hätte eine kurze Frage ab die Chemiker hier.
H2C bzw. Ethen wird ja immer so gezeichnet wie ich es jetzt hier links gemacht habe. Aber stimmt dir rechte Zeichnung nicht auch? Kohlenstoff hat da ja dann auch 8 Valenzelektronen und die beiden Wasserstoff Atome beide 2.
Außerdem verwirrt es mich, dass ja schon im Namen H2C steht, dass es ein Kohlenstoff-Atom und 2 Wasserstoff-Atome sind
3 Antworten
Moin,
du verwechselst hier ein paar Dinge.
Es gibt eine Verhältnisformel, in der das Verhältnis (Name!) der beteiligten Elementsymbole zueinander angegeben wird. Das kennst du vielleicht von Salzen, bei denen es nicht sinnvoll, weil zu aufwendig wäre, die genauen Anzahlen von Ionen in einer vorgegebenen Stoffportion des Salzes zu ermitteln und dann anzugeben. Deshalb gibt man hier (das kleinste) Verhältnis der Ionen an, die im Salz vorkommen. Nimm als Beispiele Natriumchlorid: Verhältnisformel NaCl (was bedeutet, dass auf ein Natriumkation im Verhältnis ein Chloridanion kommt). Oder Aluminiumoxid: Al2O3 (was aussagt, dass auf zwei Aluminiumkationen drei Oxidanionen kommen).
Das geht natürlich auch bei Molekülverbindungen wie beispielsweise Ethen. Hier kommen auf ein Kohlenstoffatom zwei Wasserstoffatome. Deshalb lautet die Verhältnisformel von Ethen CH2.
Aber das entspricht nicht der Summenformel dieses Stoffes. Die lautet nämlich C2H4. Hier fasst du alle gleichen Elementsymbole zusammen und fügst sie zu einer Formel zusammen.
Und in der Halbstrukturformel würdest du das so schreiben, dass du die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen einzeln ausweist, aber die beteiligten Wasserstoffatome wie in der Summenformel zusammenfasst. Das sähe dann so aus:
H2C=CH2
In einer Strukturformel gibst du hingegen alle einzelnen Bindungen sowie (sofern vorhanden) freie (nichtbindende) Elektronenpaare aller beteiligten Atome an:
Schließlich gibt es noch die Skelettformel. Bei der werden die Wasserstoffatome und die Kohlenstoffatome des Grundgerüstes gar nicht mehr hingeschrieben. Die Wasserstoffatome fallen ganz weg, während die Kohlenstoffatome im Grunde als Punkte hingeschrieben werden, die entsprechend der Bindungen zwischen ihnen über Striche verbunden sind. Ethen sieht in der Skelettformelschreibweise wie folgt aus:
=
Es ist allerdings nicht üblich, so kleine Moleküle wie Ethen mit einer Skelettformel aufzuschreiben. Aber vielleicht hast du ja schon einmal die Formel von Benzen (Benzol) so gesehen:
oder so:
In beiden Darstellungen siehst du die sechs Wasserstoffatome gar nicht und die sechs Kohlenstoffatome nur als Eckpunkte der Struktur...
Fazit:
CH2 ist die Verhältnisformel von Ethen, die andere Darstellung ist die Strukturformel dieser Verbindung.
Dein anderer Vorschlag (H–C–H mit jeweils noch einem freien Elektronenpaar ober- und unterhalb des „C”s) geht nicht. Kohlenstoff hat zwar insgesamt sechs Elektronen, aber davon sind nur vier Valenzelektronen (= Elektronen im äußeren Hauptenergieniveau, in der Außenschale also). Die anderen beiden Elektronen befinden sich in der ersten Schale (der K-Schale) und gehören zu den sogenannten Rumpfelektronen. Diese nehmen nicht an der Ausbildung von Bindungen teil oder wandern gar durch eine chemische Reaktion in die äußere Schale.
Aber genau das verlangst du in deinem Vorschlag. Statt der vier Valenzelektronen hättest du sechs in der Außenschale, wovon vier zwei freie Elektronenpaare bilden und die beiden anderen jeweils zu einer Elektronenpaarbindung mit den Wasserstoffatomen zur Verfügung stünden. Dein Kohlenstoffatom hätte keine besetzte K-Schale und wäre nur zweibindig. Das geht - wie gesagt - nicht.
Für deine (Schul-)Zwecke kannst du dir merken: Kohlenstoff ist in stabilen Verbindungen immer vierbindig...
LG von der Waterkant
Die Summenformel von Ethen ist C2H4.
Die rechte Formel ist so nicht sinnvoll, da 2 Wasserstoffatome und ein Kohlenstoffatom zusammen überhaupt nur 6 Außenelektronen haben. Das Ding von dir da wäre also doppelt negativ geladen und extrem instabil.
In Abwandlung eines alten Studentenliedes: "Methylen, all around my brain..." :)
Da ist ein Elektronenpaar zuviel am C.
Das Ganze nennt sich Methylen (Carben), eine hochreaktive Verbindung weit überwiegend nur als Übergangsverbindung vorkommend. Kann aber unter ganz speziellen Bedingungen nachgewiesen und vermessen werden.
Anstelle von H2CI (Singulettzustand) kann man auch den Diradikal- oder Triplettzustand formulieren H2C:
Einfach mal unter Methylen oder Carben googeln...