Was sind antibindende Elektronen?
2 Antworten
In den bekannten Lewisformeln gibt es bindende und freie Elektronenpaare. Das klappt in den meisten Fällen, kann aber nicht erklären, dass der normale Sauerstoff O₂ zwei ungepaarte Elektronen hat.
Daher gibt es das Molekülorbital, MO-Modell. Dem nach kombinieren sich die Orbitale der beteiligten Atome zu (energieärmeren) bindenden und (energiereicheren) antibindenden Orbitalen.
Sauerstoff hat demnach - nur die Orbitale der 2. Schale betrachtend - 8 Molekülorbitale, aus den 8 Atomorbitalen (4 pro Atom) gebildet. Die bindenden sind alle besetzt, macht 4 Bindungen. Von den antibindenden ist eines doppelt besetzt, 2 aber nur einfach, eines ist unbesetzt. Macht 1+2/2=2 Antibindungen.
Die Bindungsordnung ist also 4-2=2, entsprechend einer Doppelbindung.
Sieh dir mal ein Bild dazu an: https://de.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BClorbitaltheorie#/media/Datei:MO_Triplett_O2.svg
Und zur Klarstellung: der normale Sauerstoff mit den beiden ungepaarten Elektronen heißt Triplett-Sauerstoff. Es gibt auch 2 Formen des O₂ mit gepaarten Elektronen, Singulett-Sauerstoff, aber die sind sehr instabil.
Was heißt brauchen? Die Atomorbitale kombinieren sich nun mal zu bindenden und antibindenden Molekülorbitalen. Nennt sich LCAO.
In einem Wasserstoffatom ist nur das bindende MO besetzt, mit den 2 Elektronen. In einem hypothetischen Heliumatom wären beide besetzt, mit jeweils 2 Elektronen, woraus keine Bindung resultiuert.
Das sind Elektronen in antibindenden Molekülorbitalen.
Und warum heißen sie so? Wo ist der Unterschied zu bindenden Elektronen?
Bindende Elektronen verstärken eine chemische Bindung, antibindende schwächen sie. Das liegt aber nicht an den Elektronen, sondern an den Orbitalen bzw. deren Form.
Wozu brauchen wir Antibindende Orbitale?