51 29 Moleküle und Ionen Die meisten Atome haben das Bestreben, sich mit gleichartigen oder anderen Atomen zu verbinden. So kann z. B. ein Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen ein Molekül bilden. Dieses ist das kleinste Teilchen der chemischen Verbindung Wasser. Verbindungen werden in chemischen Formeln angeschrieben. Die Verbindung aus zwei Atomen Wasserstoff und einem Atom Sauerstoff hat die Summenformel (molecular formular) H2O1; wir schreiben kurz H2O. Die chemische Summenformel gibt an, aus welchen Elementen und aus wie vielen Atomen eine chemische Verbindung aufgebaut ist. Auch Gase, wie Wasserstoff, Sauerstoff oder Stickstoff, enthalten keine einzelnen Atome. Es sind vielmehr jeweils zwei gleiche Atome miteinander zu einem Molekül verbunden. Man schreibt daher für Wasserstoffgas H2, für Sauerstoffgas O2 und für Stickstoffgas N2. Nur die Edelgase, z. B. Helium, bilden keine Moleküle. Die Atome werden im Molekül durch elektrische Kräfte zusammengehalten. Den Grund für das Zustandekommen der Bindungskräfte finden wir im Aufbau der Atomhülle. Stoßen z. B. zwei Wasserstoffatome zusammen, durchdringen die Atomhüllen einander. Es entsteht eine gemeinsame Hülle, in der sich nun zwei Elektronen befinden. Die beiden Wasserstoffatome teilen sich diese beiden Elektronen. Man spricht von einem „gemeinsamen Elektronenpaar“, das die Bindung bewirkt (Abb. 29.1, 2). Diese Art der chemischen Bindung heißt daher Elektronenpaarbindung bzw. Atombindung. Bei der Atombindung sorgen gemeinsame Elektronenpaare für die Verbindung der Atome im Molekül. Von den über 100 bekannten Elementen zählen etwa 80 zu den Metallen. Die Atome befinden sich auf ganz bestimmten Plätzen und bilden so einen regelmäßigen, gitterförmigen Aufbau (Abb. 29.3). Ihre äußersten Elektronen sind kaum noch an die Atome gebunden und können sich dadurch zwischen den Gitteratomen frei bewegen. Diese chemische Bindung heißt Metallbindung. Da sich die Elektronen in den Metallen ähnlich wie die Atome eines Gases verhalten, spricht man hier von einem „Elektronengas“. Die durch die Abgabe der Elektronen entstandenen Atomrümpfe sind positiv geladen. Frei nach Schiller: „Drum prüfe, was sich ewig bindet, …“ Wasserstoff H Sauerstoff O 29.2 Die Bildung der gemeinsamen Elektronenpaare im Wassermolekül H2O 29.3 Metallgitter (modelhafte Darstellung) Bindung positiver Atomrumpf frei bewegliche Elektronen 29.4 Ein (gezüchteter) Wismut-Kristall H H H2 H H H H bzw. H — H 29.1 Bildung eines Wasserstoffmoleküls. Das gemeinsame Elektronenpaar wird als Bindestrich (Valenzstrich1) gezeichnet. 1 valentia (lat.)…Stärke, Kraft Valenz (chem.)…Wertigkeit Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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