Kovalente Bindungen

Die Atome von Nichtmetallen findet man überall, sie bilden einen wichtigen Teil unserer Umwelt und unseres Körpers. Zu den Nichtmetallen gehören Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Sie sind von großer Bedeutung für alle Lebewesen. Diese Nichtmetallatome existieren normalerweise nicht isoliert, sondern sind miteinander zu Molekülen verbunden. Moleküle können sich aus Atomen des gleichen Elements bilden, wie zum Beispiel aus Sauerstoff. Oder sie können Verbindungen verschiedener Elemente sein, wie das Kohlendioxidmolekül. Sie können so klein wie ein Wasserstoffmolekül sein oder so groß wie die DNA. Aber wie verbinden sich Nichtmetallatome? Die Antwort findet sich, wie bei allen chemischen Bindungen, in der äußeren Elektronenhülle eines Atoms. Die meisten Nichtmetalle haben vier oder mehr Elektronen in ihren äußeren Hüllen, also müssen sie Elektronen gewinnen, um eine volle Elektronenhülle zu erhalten. Aber wenn sich zwei Nichtmetallatome verbinden, müssen beide Elektronen gewinnen. Dazu müssen die Atome einige ihrer äußeren Elektronen miteinander teilen, sodass beide Atome eine vollständige äußere Hülle erreichen. Da die beiden positiv geladenen Atomkerne von den gleichen Elektronen angezogen werden, hält eine starke elektrostatische Anziehung die beiden Atome zusammen. Eine kovalente Bindung ist entstanden. Chlor kann nur eine einzelne kovalente Bindung eingehen, weil seinen Atomen für eine vollständig aufgefüllte Außenhülle nur ein einziges Elektron fehlt. Atome, die mehr Elektronen benötigen, um ihre äußeren Hüllen zu vervollständigen, können mehrere kovalente Bindungen eingehen. Es ist diese Fähigkeit, zwei Bindungen einzugehen, die es einem Sauerstoffatom erlaubt, sich mit zwei Wasserstoffatomen zu verbinden und ein Wassermolekül zu bilden. Und weil Kohlenstoffatome vier kovalente Bindungen eingehen können, können sie riesige Ketten und Ringe aus Kohlenstoffatomen bilden und ermöglichen so die immense Vielfalt von organischen Molekülen, die für das Leben grundlegend sind.