Wie viele Wasserstoffbrückenbindungen kann ein einzelnes Wassermolekül ausbilden?

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2 Antworten

Moin,

deine oben gestellte Frage ist nicht ganz leicht zu beantworten... Das kommt darauf an. Zwischen einer und drei würde ich sagen. Warum das nicht ganz eindeutig zu beantworten ist, erkläre ich dir auch gern, aber im Kommentar zu qavvsed hast du auch noch generell nach Bindungsformen gefragt. Darum fange ich damit mal an:

1) "Echte" Bindungen

a) Die Ionenbindung

Sie entsteht, wenn Atome Elektronen abgeben und dadurch zu einem positiv geladenen Kation werden oder Elektronen aufnehmen und dadurch zu einem negativ geladenen Anion werden. Kationen und Anionen sind echte Ladungsträger (Ionen), das heißt, sie besitzen eine elektrische Ladung. Unterschiedlich geladene Ionen ziehen sich elektrostatisch an (gleich geladene Ionen stoßen sich dagegen ab). Die Ladung eines Ions wirkt in alle Raumrichtungen. Darum umgibt sich ein Kation ringsum mit so vielen Anionen, wie Platz ist (und die Anziehungskraft des Kations größer ist als die zunehmende Abstoßungskraft der gleich geladenen und sich annähernden Anionen). Umgekehrt sammeln sich auch um jedes Anion so viele Kationen, wie Platz vorhanden ist. Darum bildet sich ein so genanntes Ionengitter aus, das letztlich in der Regel zu einem hochgeordneten Riesenmolekül (einem Kristall) führt. Diese Bindungsform ist typisch für Reaktionen zwischen Metallen und Nichtmetallen. Ionenbindungen gehören zu den starken Bindungen.

b) Atombindungen (= Elektronenpaarbindung = kovalente Bindung)

Diese Bindung entsteht, wenn Atome Valenzelektronen (das sind die Elektronen im äußeren Hauptenergieniveau - HEN, "Schale") nicht abgeben bzw. aufnehmen, sondern zu bindenden Elektronenpaaren vereinen. Ein bindendes Elektronenpaar besteht also aus zwei Elektronen, wobei jeder Bindungspartner (i.d.R.) jeweils ein Elektron beisteuert, aber das bindende Elektronenpaar dann jeweils beiden Bindungspartnern gleichzeitig gehört. Das bindende Elektronenpaar befindet sich zwischen den Bindungspartnern und führt damit zu einer gerichteten Bindung (ist in eine Raumrichtung festgelegt). Manche Atomrümpfe können auch mehrere Atombindungen zueinenander ausbilden (maximal drei!). Dann spricht man von Mehrfachbindungen. Das ändert allerdings nichts daran, dass jede einzelne Bindung von jeweils einem Elektronenpaar gebildet wird. Der Name "Atombindung" macht deutlich, dass hier (im Gegensatz zur Ionenbindung) keine echten Ladungen auftreten, sondern Atomrümpfe miteinander verbunden sind. Die Bezeichnung "Elektronenpaarbindung" zielt darauf ab, dass hier gepaarte Elektronen geteilt werden, während "kovalente Bindung" ausdrückt, dass hier Valenzelektronen miteinander kooperieren. Auch dieser Bindungstyp gehört zu den starken Bindungskräften. Sie ist typisch für Verbindungen von zwei Nichtmetallen.

c) Polare Atombindungen

Die durch eine Atombindung miteinander verbundenen Atomrümpfe ziehen an dem bindenden Elektronenpaar. Das tun sie allerdings nicht mit der gleichen Stärke. Ein Maß für die Stärke, mit der ein bindendes Elektronenpaar angezogen wird, ist die so genannte Elektronegativität (EN). Je größer die EN, desto stärker werden bindende Elektronenpaare angezogen. Wenn zwei Bindungspartner aber ungleich stark am bindenden Elektronenpaar ziehen, dann liegt der Ladungsschwerpunkt dieses Elektronenpaares nicht in der Mitte zwischen den Bindungspartnern, sondern näher am stärker Ziehenden. Weil aber Elektronen negativ geladen sind, zieht der elektronegativere Partner mit dem Bindungselektronenpaar auch diese Ladung etwas stärker zu sich heran. Das führt dazu, dass der stärker Ziehende eine gewisse negative Teilladung erhält (= Partialladung). Umgekehrt wird der weniger elektronegative Bindungspartner teilweise positiv geladen, weil ja die Bindungselektronen von ihm weggezogen werden. Dadurch entsteht also eine Bindung, die zwei Pole aufweist: ein Pol ist etwas negativer geladen (hat eine negative Partialladung), der andere ist leicht positiviert (hat eine positive Partialladung). Man spricht daher auch von polaren Atombindungen. Je größer der Unterschied in den EN-Werten zweier Bindungspartner ist, desto stärker polar ist die Bindung. Als grobe Faustregel kannst du dir merken:

EN-Differenz 0,0 bis 0,4 => unpolare Atombindung

EN-Differenz 0,5 bis 1,1 => polare Atombindung

EN-Differenz 1,2 bis 1,7 => stark polare Atombindung

EN-Differenz 1,8 oder mehr => Ionenbindung

Okay, weiter im Kommentar...

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Kommentar von DedeM
13.10.2011, 19:27

Weiter geht's...

d) Koordinative (dative) Bindung

Dieser Bindungstyp ist im Grunde eine Atombindung, nur mit dem Unterschied, dass das bindende Elektronenpaar nicht von jeweils einem Elektron beider Bindungspartner gebildet wird, sondern von einem Bindungspartner alleine gestellt wird. Diese Art Bindung findest du häugig bei Komplexen. Voraussetzung für eine solche Bindung sind Atomrümpfe, die über freie, nichtbindende Elektronenpaare verfügen. Diese können dann zur Knüpfung einer Bindung benutzt werden. Ein bekanntes Beispiel ist H3N–BF3. Der Stickstoff im Ammoniak-Molekül (NH3) verfügt über ein freies, nichtbindendes Elektronenpaar. Das BF3-Molekül ist nur stabil, weil die drei Fluoratome ebenfalls jeweils über drei freie Elektronenpaare verfügen. Alle drei bilden eine "normale" Atombindung zum Boratom aus, wobei in jeder dieser drei Bindungen je ein Elektron von jedem Bindungspartner steckt. Die Fluoratome wären damit eigentlich "zufrieden", aber nicht das Boratom, denn es hätte nicht die angestrebten 8 Elektronen (Oktettregel), sondern nut 6 (drei Elektronenpaarbindungen!). "Gelöst" wird dieses Problem dadurch, dass jedes der drei Fluoratome abwechselnd eines seiner freien Elektronenpaare als zusätzliches bindendes Elektronenpaar zum Bor abstellt. Dadurch besteht immer abwechselnd eine Doppelbindung zwischen dem Boratom und einem der Fluoratome. Das führt dazu, dass auch Bor im BF3-Molekül sein Elektronenoktett besitzt. Da aber Fluoratome extrem an ihren Elektronen hängen, nutzen sie bei Anwesenheit anderer Elektronendonatoren die Gunst der Stunde, ziehen ihre koordinative Bindung zurück und lassen die entstehende Elektronenlücke von anderen füllen. Im Falle von NH3 übernimmt das das freie Elektronenpaar vom Stickstoff...

Sorry, ich muss mal kurz unterbrechen. Es gibt Abendbrot. Nachher geht's weiter, wenn noch Interesse besteht...

Bis dahin: LG von der Waterkant...

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Wertigkeiten

Wasserstoff: I (H) Sauerstoff: II (O)

Die Wertigkeiten müssen sich ausgleichen d.h.

2xH + O (-> H²O)

Also Hat man 4 wasserstoffbrücken atome ;)

qavvsed

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Kommentar von philfc48
13.10.2011, 15:41

Danke , ;)

Könntest du mir auch sagen , was zwischenmolekulare Wechselwirkungen sind ?

Anziehungskräfte zwischen Ionenladungen Intermolekulare Wecheslwirkungen Dipol-Dipol Wechselwirkungen Atombindungen Ionenbidungen oder Wasserstoffbrückenbindungen

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Kommentar von DedeM
13.10.2011, 17:28

Moin,

sorry, aber das, was du hier schreibst, ist Unsinn! Zunächst einmal sind Wasserstoffbrückenbindungen etwas völlig anderes als die von dir hier beschriebene Atombindung (= Elektronenpaarbindung). Dann bilden sich zwischen dem Sauerstoff und den beiden Wasserstoffatomen im Wassermolekül jeweils eine Elektronenpaarbindung aus, also zusammen zwei, nicht vier! Und schließlich: Was meinst du mit der Floskel: "Die Wertigkeiten müssen sich ausgleichen"?? Ausgleichen wozu...?

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