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Lewis-Formel – Valenzstrich

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Die Autor/-innen
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André Otto
Lewis-Formel – Valenzstrich
lernst du in der 8. Klasse - 9. Klasse

Beschreibung Lewis-Formel – Valenzstrich

In diesem Video wird die Lewis - Schreibweise (Valenzstrichschreibweise) erstmals "richtig" mit Strichen an einfachen Molekülen geübt. Als Voraussetzung solltest du das Video " Lewis - Formeln (1) gesehen haben, die Symbole H, F, N und O kennen und erste Erfahrungen mit dem Periodensystem der Elemente gemacht haben. Anhand einiger anschaulicher Beispiele wird dir erklärt, wie du mit Hilfe der Lewisformeln Bindungen und frei Elektronenpaare darstellen kannst, wobei beachtet wird, dass die Zweielektronenregel und die Oktettregel erfüllt wird.

Transkript Lewis-Formel – Valenzstrich

Hallo liebe Chemieinteressierte! Herzlich willkommen zum Video "Lewis-Formeln Teil 2".

In diesem Video werden wir uns das erste Mal mit der Valenzstrickschreibweise befassen. Zu den Voraussetzungen: Ihr solltet Video 1 gesehen haben und euch sollte nicht unbekannt sein, was diese Symbole, H, F, N und O zu bedeuten haben. Richtig! Es sind die Symbole für die chemischen Elemente Wasserstoff, Fluor, Stickstoff und Sauerstoff. Sie bedeuten aber auch: 1 Atom Wasserstoff, 1 Atom Fluor, 1 Atom Stickstoff oder 1 Atom Sauerstoff. Außerdem solltet ihr erste Erfahrungen mit dem Periodensystem der Elemente PSE gesammelt haben. Auch sollte euch jetzt klar sein, was die Zweielektronenregel bedeutet. Ihr solltet auch wissen, was die Edelgaskonfiguration und die Oktettregel bedeuten.

Beginnen wir mit dem chemischen Symbol H. H steht für das chemische Element Wasserstoff. H bedeutet auch: 1 Atom Wasserstoff. Das Symbol H findet man im Periodensystem der Elemente PSE in der 1. Hauptgruppe. Das bedeutet, dass das Wasserstoffatom 1 Außenelektron besitzt. Im Video Teil 1 haben wir gesehen, dass sich 2 Elektronen zu 1 Elektronenpaar zusammenschließen und dadurch eine Bindung zustande kommt. Es gibt die Möglichkeit, diese beiden Elektronen durch einen Strich darzustellen. Diesen Strich bezeichnet man als Valenzstrich. Die Schreibweise, die Valenzstriche benutzt, bezeichnet man als Valenzstrichschreibweise. Die Zweielektronenregel wird erfüllt, denn 1 Valenzstrich steht für 1 Elektronenpaar. Auch die Edelgaskonfiguration wird erreicht, denn 1 Wasserstoffmolekül hat genauso viele Außenelektronen wie ein Heliumatom. 

Ein weiteres Beispiel: Nehmen wir das Symbol F. Das Symbol groß F steht für das chemische Element Fluor. Wenn wir im Periodensystem der Elemente PSE nachschauen, finden wir, dass das Symbol groß F in der 7. Hauptgruppe steht. Daraus können wir ableiten, dass ein Fluoratom über 7 Außenelektronen verfügt. Kennzeichnen wir nun das Symbol für das Fluoratom mit den 7 Außenelektronen. Das Gleiche tun wir für ein 2. Fluoratom. Wir sehen, dass alle Elektronen gepaart sind, bis auf ein einzelnes. Die beiden ungepaarten Elektronen verbinden sich und es entsteht ein weiteres Elektronenpaar. Jedes Fluoratom verfügt nun über 8 Außenelektronen. Die beiden Elektronen zwischen den Fluoratomen gehören zu beiden Fluoratomen gleichzeitig. Damit ist die Oktettregel erfüllt. Die Zweielektronenregel ist ohnehin erfüllt, da wir nur Elektronenpaare haben. Wir wollen nun die Lewis-Formeln formulieren und verwenden konsequent die Valenzstrichschreibweise. Das Elektronenpaar zwischen den Fluoratomen, das bindende Elektronenpaar, wird durch einen Valenzstrich ersetzt. Aber auch die anderen Elektronenpaare können durch Valenzstriche ersetzt werden. Dann ergibt sich folgendes Bild. Selbstverständlich werden alle Regeln erfüllt, so auch die Oktettregel, denn wir haben nur eine neue Schreibweise gewählt. Beide Fluoratome besitzen eine Edelgaskonfiguration, denn sie haben genauso viele Außenelektronen wie das Neonatom.

Ein weiteres Beispiel: Das chemische Symbol O. Es steht für das chemische Element Sauerstoff. Wenn wir O im Periodensystem der Elemente PSE aufsuchen, so finden wir es in der 6. Hauptgruppe. Das bedeutet, dass 1 Sauerstoffatom 6 Außenelektronen besitzt. Wir ordnen nun die 6 Elektronen um das Symbol für das Sauerstoffatom an. Man sieht, dass die Zweielektronenregel erfüllt ist, denn wir haben nur Elektronenpaare. Das Gleiche gilt für ein 2. Sauerstoffatom. Die Oktettregel hingegen ist nicht erfüllt, denn ein Sauerstoffatom besitzt nun einmal nur 6 Außenelektronen. Wenn man jedoch 2 Elektronenpaare der beiden Sauerstoffatome zwischen den beiden Atomen anordnet, so wird die Oktettregel erfüllt, denn die Elektronenpaare zwischen den Sauerstoffatomen gehören zu jedem der beiden Sauerstoffatome. Auch die Edelgaskonfiguration wird erreicht. Nun ersetzen wir jeweils 1 Elektronenpaar durch einen Valenzstrich. Das geschieht sowohl mit den Elektronenpaaren zwischen den beiden Sauerstoffatomen und auch den Elektronenpaaren, die jeweils nur zu einem der beiden Sauerstoffatome gehören. Das Ergebnis sieht dann so aus. Beide Sauerstoffatome haben eine Edelgaskonfiguration erzielt. Sie haben jeweils die Struktur des Atoms des chemischen Elements Neon.

Nun noch zum Symbol N. N ist das chemische Symbol für das Element Stickstoff. Im Periodensystem der Elemente PSE finden wir N in der 5. Hauptgruppe. Das Stickstoffatom hat damit 5 Außenelektronen. Wir ordnen nun die 5 Außenelektronen an 2 Stickstoffatomen an. Die Zweielektronenregel wird schon nicht erfüllt, da jeweils ein überschüssiges Elektron vorliegt. Wir haben bereits im Video 1 gesehen, dass dieses Problem gelöst werden kann, indem sich 3 Elektronenpaare zwischen den Stickstoffatomen ausbilden. Jedes Stickstoffatom verfügt nun über 8 Außenelektronen. Damit wird die Oktettregel erfüllt. Wir ersetzen nun jeweils 1 Elektronenpaar durch einen Valenzstrich. Wir verwenden also konsequent die Valenzstrichschreibweise. Wir erhalten eine Darstellung, in der zwischen den beiden Stickstoffatomen 3 Valenzstriche sind. An jedem der beiden Stickstoffatome befindet sich 1 Valenzstrich. Damit haben beide Stickstoffatome die Edelgaskonfiguration erreicht. Ihre elektronische Struktur ist gleich der elektronischen Struktur des chemischen Elements Neon.

So, das wär es für heute. Ich hoffe, ihr habt ein wenig gelernt. Etwas kompliziertere Moleküle gibt es im Video "Lewis-Formeln Teil 3".

9 Kommentare

9 Kommentare
  1. Habe das Thema im Unterricht überhaupt nicht nicht verstanden aber jetzt verstehe ich es endlich. Super Video!

    Von Barbara E., vor mehr als einem Jahr
  2. TOP :)

    Von Flo 2, vor etwa 6 Jahren
  3. Mit dem Wort "Hass" sollte man sehr vorsichtig und sehr sparsam umgehen.
    A. O.

    Von André Otto, vor mehr als 6 Jahren
  4. Vielen Dank für die tolle Erklärung. Eigentlich ist Chemie mein absolutes Hassfach, aber hier ist es spannend zuzuhören und ich lerne auch gleich noch etwas für die Prüfung! Super!!

    Von Linda 6, vor mehr als 6 Jahren
  5. besser kann man es wirklich nicht erklären !!! DANKE

    Von Deleted User 185772, vor fast 7 Jahren
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Lewis-Formel – Valenzstrich Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Lewis-Formel – Valenzstrich kannst du es wiederholen und üben.
  • Benenne die gezeigten chemischen Elemente.

    Tipps

    Im Periodensystem (PSE) findest du alle Elemente mit ihren Namen und Symbolen.

    H steht an erster Stelle im PSE. Es ist Wasserstoff.

    Lösung

    Die chemischen Elemente sind alle mit einem Symbol versehen. Diese sind im Periodensystem der Elemente (PSE) zu finden. Die Symbole vereinfachen die Schreibarbeit für Reaktionen und andere Texte, in denen man über Elemente oder Verbindungen schreibt. Die Symbole der wichtigsten Elemente solltest du kennen. Dazu gehören zum Beispiel die in dieser Aufgabe gezeigten.

  • Entscheide, welche Schreibweise der Lewis-Formel für den Stoff Fluor richtig ist.

    Tipps

    Fluor steht in der siebten Hauptgruppe.

    Damit hat es sieben Außenelektronen. Jeder Strich steht für zwei Außenelektronen.

    Lösung

    In der Lewis-Formel, auch Valenzstrich-Formel genannt, werden immer zwei Elektronen als ein Strich dargestellt. Viele Elemente streben nach einem Zustand mit einer vollen Außenschale. Das sind meist acht Außenelektronen.

    Fluor besitzt selbst bereits sieben Außenelektronen (drei Valenzstriche und ein einzelnes Elektron). Es braucht für einen stabilen Zustand also nur noch ein weiteres Elektron. Deswegen geht es mit einem anderen Fluoratom eine Bindung ein. Die beiden Atome teilen sich die zwei Elektronen der Bindung und haben so beide acht Außenelektronen.

  • Definiere die Oktettregel.

    Tipps

    Verbindungen bestehen aus mindestens zwei Teilchen. Das kann das gleiche Element sein oder ein anderes.

    Die Edelgase stehen in der achten Hauptgruppe.

    Lösung

    Die Edelgase sind besonders stabile Elemente. Das bedeutet, sie reagieren wenig bis gar nicht mit anderen Stoffen. Das liegt daran, dass die Edelgase mit acht Außenelektronen eine volle äußere Elektronenschale besitzen. Andere Elemente streben nach dieser Elektronenkonfiguration und gehen deswegen Bindungen ein. Dadurch erhalten sie zusätzliche Elektronen und haben ein Elektronenoktett (acht Außenelektronen).

  • Begründe, warum Sauerstoff in Verbindungen zwei Bindungen eingeht.

    Tipps

    Sauerstoff steht in der sechsten Hauptgruppe.

    Es hat also sechs Außenelektronen. Die Edelgase besitzen acht Außenelektronen.

    Lösung

    Sauerstoff strebt nach einer vollen äußeren Elektronenschale. Es besitzt sechs Außenelektronen. Das erkennst du daran, dass Sauerstoff in der sechsten Hauptgruppe steht. Es benötigt noch zwei weitere Elektronen. Diese bekommt es durch zwei Bindungen. Sauerstoff hat daher in Verbindungen meist zwei Bindungen.

  • Entscheide, welches Bild ein Stickstoffmolekül in der Lewis-Formel zeigt.

    Tipps

    In der Lewis-Schreibweise werden Elektronenpaare als Striche dargestellt.

    Lösung

    In der Lewis-Schreibweise werden Elektronenpaare als Striche gezeigt. Auch Bindungen haben diese Form. Dadurch kann man Bindungsverhältnisse von Molekülen gut darstellen. Bei der Summenformel $N_2$ und der bildlichen Darstellung von Molekülen sind diese Bindungen nicht ersichtlich.

  • Bestimme die Lewis-Formel für die Verbindung Sauerstoffdifluorid.

    Tipps

    Sauerstoff benötigt zwei Bindungen für eine stabile Elektronenkonfiguration.

    Fluor braucht nur eine Bindung.

    Der Name sagt, wie viel Sauerstoffatome und wie viel Fuoratome die Verbindung enthält.

    Lösung

    Hier wurde nun das Element Fluor mit dem Element Sauerstoff verbunden. Um die Oktettregel zu erfüllen, weißt du, dass Fluor eine Bindung und Sauerstoff zwei Bindungen benötigen. Der Name des Stoffs verrät dir auch schon etwas. Sauerstoffdifluorid sagt dir, dass die Verbindung ein Sauerstoffatom und zwei Fluoratome beinhaltet. Die Summenformel ist also $OF_2$. Die richtige Anzahl an Bindungen ist in dieser Formel zu sehen: $F-O-F$.

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