Warum ist CO2 kein Dipol, H2O aber schon?
4 Antworten
Moin,
das liegt daran, dass ein permanenter Dipol von zwei Bedingungen abhängt: Einerseits müssen polare Atombindungen vorliegen (das ist bei beiden Molekülen der Fall), aber andererseits muss auch die Molekülgeometrie passen (und das ist nur beim Wasser-, nicht aber beim Kohlenstoffdioxid-Molekül der Fall).
Was ist mit der Molekülgeometrie gemeint? - Nun: beide Moleküle sind dreiatomig. Aber das Wassermolekül hat eine gewinkelte Geometrie, während das Kohlenstoffdioxidmolekül linear gebaut ist.
Wasser ist ein gewinkeltes Molekül.
Kohlenstoffdioxid ist linear gebaut.
Wenn du dir beide Moleküle nun als kleine Kugeln vorstellst, dann hat Wasser einen Pol, der eine positive Teilladung hat (dort befinden sich die positivierten Wasserstoffatome), und einen Pol, der negativ teilgeladen ist (dort befindet sich das Sauerstoffatom). Kugel, zwei Pole mit entgegengesetzten Teilladungen = Dipol.
Beim Kohlenstoffdioxidmolekül hätte die Kugel dagegen zwei negativ teilgeladene Pole (außen sitzen die negativierten Sauerstoffatome), während es im Zentrum (am „Äquator”) den positivierten Kohlenstoff gibt. Kugel, aber zwei gleich teilgeladene Pole, KEIN Dipol...
Fazit:
Die erste Voraussetzung für ein Dipolmolekül sind also polare Atombindungen.
Sind diese vorhanden, muss dann aber zweitens auch noch die Molekülgeometrie geeignet sein.
Alles klar?
LG von der Waterkant
Das Wassermolekül ist gewinkelt und hat darum aufgrund der unterschiedlichen Elektronegativität von Wasserstoff und Sauerstoff eine positive Wasserstoffseite und eine negative Sauerstoffseite. Es ist ein Dipol.
Beim Kohlenstoffdioxid ist die Elektronegativität von Kohlenstoff und Sauerstoff zwar auch unterschiedlich, aber das Molekül ist symmetrisch (linear), sodass sich die Elektronegativitätsdifferenz ausgleicht. Es ist darum kein Dipol.
Weil sich die Dipol-Vektoren in CO2 (wie in CH4, SF6...) aufheben.
Wasser hingegen ist pseudo-tetraedrisch.
Dennoch ist CO2 ein IR-aktives Treibhausgas, da asymmetrische Schwingungen den Dipol zeitabhängig verändern.
Weil CO₂ ein gerades Molekül ist, da heben sich die Ladungsverschiebungen zwischen C und O auf.
H₂O bildet einen Winkel, hier heben sich die Ladungsverschiebungen nicht auf. Daher entsteht ein Dipol, mit negativer Ladung beim O.