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Transkript Edelgaskonfiguration – stabile Verbindungen

Herzlich willkommen liebe Freundinnen und Freunde der Chemie. Schön, dass Ihr mich weiter auf meinem Weg durch das Periodensystem der Elemente begleitet. Im Teil 11, siehe Tafelbild, haben wir gezeigt, dass durch Ionisierung eine Edelgaskonfiguration für Atome der Hauptgruppenelemente erreicht werden kann. Heute werden wir uns damit befassen, wie durch Elektronenpaarbildung ebenfalls eine solche, stabile Struktur erreicht werden kann. Das Thema unseres heutigen 12. Teiles lautet: Edelgaskonfiguration durch Elektronenpaarbildung. Was Ihr unbedingt dafür wissen müsst ist, wie man aus dem Periodensystem, die Zahl der Außenelektronen für die Atome eines bestimmten chemischen Elementes ableitet. Aber das wisst ihr ja. Hauptgruppe gleich Zahl der Außenelektronen. Nehmen wir zum Beispiel ein Wasserstoffatom. Das Wasserstoffatom steht in der 1. Hauptgruppe und hat daher ein einziges Elektron. Das ist auch gleichzeitig sein Außenelektron. Ja, wie kann es nun eine Edelgaskonfiguration erzielen? Alleine ist man schwach, zu zweit ist man stärker. Ein 2. Wasserstoffatom kommt hinzu, das ebenfalls über ein einziges Außenelektron verfügt. Wenn sich diese beiden Elektronen vereinen und ein Elektronenpaar bilden, das zum linken wie auch zum rechten Wasserstoffatom gehört, dann ist das Problem gelöst. Man schreibt für das vereinte Elektronenpaar häufig auch einen Strich. Einen sogenannten Bindungsstrich. Was bedeutet nun, dass dieses Elektronenpaar zu jedem der beiden beteiligten Atome gleichermaßen gehört. Das heißt aber, jedes der Atome verfügt nun über 2 Außenelektronen, hat damit eine Heliumkonfiguration, Edelgaskonfiguration. Nehmen wir nun wieder ein Wasserstoffatom mit einem einzigen Außenelektron und dazu ein Fluoratom mit 7 Außenelektronen. Keines der beiden Atome verfügt über die stabile Edelgaskonfiguration. Die Elektrone schreibe ich jeweils als Pünktchen an die entsprechenden  Atome. Nehmen wir nun mal an, dass 6 dieser Elektronen am Fluoratom bleiben, während ein einziges, das 7. Elektron, mit dem Wasserstoffatom ein Pärchen bildet. Dieses Pärchen gehört nun gleichermaßen zum Wasserstoffatom als auch zum Fluoratom. Für so ein Pärchen schreibt man, wie im Fall des Wasserstoffmoleküls links daneben, einen Strich. Also H-F und am F bleiben noch 6 Elektronen, die nur zum Fluoratom gehören. So, über die Nutzung wurde gesprochen. Das Elektronenpaar, durch Strich gekennzeichnet, gehört sowohl zum linken als auch zum rechten Atom. Wenn wir es zum Linken dazugehörig betrachten, so erhält das Wasserstoffatom ein 2. Außenelektron. Es wird von der Elektronenkonfiguration zu einem Heliumteilchen. Es erhält also Heliumkonfiguration, Edelgaskonfiguration. Wenn das Elektronenpaar in der Mitte zum Fluoratom zugehörig zu rechnen ist, so erhält das Fluoratom im ganzen dieses Pärchen und seine 6 Elektronen, die ihm sowieso schon gehören, durch Pünktchen gekennzeichnet. Demzufolge erhält das Fluoratom 8 Außenelektronen. Es erhält Neonkonfiguration, Edelgaskonfiguration. Betrachten wir einmal die Situation in einem Teilchen, das aus 2 Wasserstoffatomen H, H und einem Sauerstoffatom O besteht. Ihr kennt dieses Molekül sehr gut. Es ist das Wassermolekül. Die Wasserstoffatome verfügen jeweils über ein einziges Außenelektron. Das Sauerstoffatom hat 6 Außenelektronen. 2 von diesen Außenelektronen gehen jeweils zu den beiden Wasserstoffatomen und bilden dort Paare. Die verbleibenden 4 Elektronen bleiben am Sauerstoffatom. Die vereinten Elektronen habe ich wieder durch einen kleinen Kreis eingezeichnet. Für diese vereinten Elektronen schreibt man auch häufig einen Strich, diesen Bindungsstrich, wie wir ihn schon in den beiden Fällen vorher geübt haben. So, und so sieht das Molekül dann aus, wenn es fertig ist. Jetzt müssen wir nur noch die Zugehörigkeitsfrage klären und wie die Edelgaskonfiguration erreicht wird. Na ja, beim Wasserstoff ist das einfach, Wasserstoff nimmt sich das 2. Elektron, hat das Elektronenpaar, erhält Heliumkonfiguration. Beim Sauerstoff ist es etwas komplizierter. Sauerstoff besitzt seine 4 Elektronen, die nur er alleine hat, so Pünktchen, Pünktchen, Pünktchen, Pünktchen, und außerdem kommen zu diesem Sauerstoffatom noch die beiden Elektronenpaare, die zwischen dem Sauerstoffatom und den beiden Wasserstoffatomen ausgebildet werden. Im Ganzen sind das 8 Außenelektronen. Das heißt, Sauerstoff, der ursprünglich 6 Außenelektronen in seinen Atomen, erhält 2 Elektronen hinzu. Demzufolge wird Edelgaskonfiguration erreicht. Als Letztes betrachten wir ein Teilchen, das aus einem Stickstoffatom und 3 Wasserstoffatomen besteht. Naja, ihr wisst schon worum es sich handelt. Es ist der streng riechende Ammoniak. Das Stickstoffatom platziere ich in die Mitte. Ihr wisst, dass die Wasserstoffatome jeweils über 1 Außenelektron verfügen. Dieses können sie in die Elektronenpaare einbringen. Das Stickstoffatom hingegen verfügt über 5 Außenelektronen. 3 davon werden die Paare mit den entsprechenden Wasserstoffatomen bilden. Die restlichen 2 Elektronen verbleiben als Elektronenpaar am Stickstoffatom. Ich zeichne nun wieder die gemeinsamen Elektronen, die Elektronenpaare durch kleine Kreise ein. Für die Elektronenpaare kann man auch, wie wir es schon mehrfach praktiziert haben, einfach Striche schreiben. Man nennt diese Striche auch Bindungsstriche. Jeder dieser Bindungsstriche steht für 2 Elektronen, jeweils 1 Elektronenpaar. Jetzt kommen wir zur Elektronenzuordnung und Edelgaskonfiguration. Naja, wenn Wasserstoff über ein Elektronenpaar verfügen kann, dann hat es 2 Außenelektronen. 2 Außenelektronen hat das Edelgas Helium, damit hat Wasserstoff, jeder der Wasserstoffatome eine Edelgaskonfiguration. Die Konfiguration des Edelgases Helium. Stickstoff hingegen verfügt über seine beiden Elektronen, die ich durch Pünktchen gekennzeichnet habe und über die 3 gemeinsamen Elektronenpaare. Hier durch Striche dargestellt. Im Ganzen also 2 plus 3 mal 2, sind 8. Das Stickstoffatom verfügt nun über eine Konfiguration des Edelgasatomes Neon. Es besitzt nun selber eine Edelgaskonfiguration. So, wem das vielleicht etwas zu schnell war, es ist keine Einführung über chemische Bindung, sondern nur eine Applikation zum Periodensystem der Elemente, den verweise ich auf einige andere Videos, die wir bereits zur Chemie produziert haben. Vor allem empfehle ich euch, meine Videos über Lewis-Formeln anzuschauen. Dort findet Ihr noch weitere Erläuterungen betreffs der chemischen Bindung und Elektronenpaarbildung. So, meine Lieben, das wär's schon wieder für heute. Ich hoffe, ihr hattet etwas Freude, habt etwas gelernt und euch geht es gut. Alles Gute und bis zum nächsten Mal. Tschüss

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1 Kommentar
  1. Ich2

    Zu Ihren ersten Sätzen im Video:
    Ionisierung bedeutet doch Abgabe von e-?
    Man kann Edelgaskonfiguration doch auch durch Aufnahme von e- erreichen.

    Von Dflow, vor mehr als 4 Jahren