6.1.8. Moleküle mit gewinkelter Geometrie
Wie kommt es dazu ?
Es gibt 2 Möglichkeiten, wie Moleküle mit gewinkelter Geometrie entstehen können. Die erste ist die häufigere, die zweite tritt seltener auf.
erste Möglichkeit
In der Valenzschale eines Atoms befinden sich 4 Elektronenpaare. 2 von ihnen bilden die Bindungen zu den beiden Liganden aus, die anderen beiden sind freie (einsame) Elektronenpaare.
Bild 1 : AL2E2–Geometrie interaktiv
Nach dem VSEPR–Modell stoßen sich die 4 Elektronenpaare ab. Sie versuchen, sich möglichst weit voneinander zu entfernen und ordnen sich an den Ecken eines Tetraeders an. Sehen wir uns jetzt die beiden Bindungselektronenpaare an. Sie zeigen zu 2 Ecken des Tetraeders. Da die Elektronenpaare im Tetraeder einen Winkel von 109°28' bilden (man nennt ihn den Tetraederwinkel), bilden auch die beiden Bindungselektronenpaare einen Winkel. Das Molekül ist also gewinkelt. Wir nennen diese Anordnung den AL2E2–Molekültyp.
Ansehen : Starten Sie die JSmol–Visualisierung durch Anklicken des Links unter Bild 1. Betrachten Sie das Molekül aus verschiedenen Richtungen. Blenden Sie in 3 Schritten die Veranschaulichung der gewinkelten Geometrie ein und wieder aus, die von den Atomen gebildet wird, und blenden Sie ebenfalls in 3 Schritten den Tetraeder ein und wieder aus, den die Elektronenpaare bilden.
Der Winkel zwischen den beiden Bindungen beträgt bei gewinkelten Molekülen nicht 109°28', sondern er ist kleiner. Grund sind die beiden einsamen Elektronenpaare, die mehr Platz benötigen als die Bindungselektronenpaare und somit die Bindungen zusammendrücken.
Der Bindungswinkel hängt von 2 Einflussgrößen ab :
- der Elektronegativität des Zentralatoms. Abnehmende Elektronegativität bewirkt eine mehr zu den Liganden hingezogene Bindung. Die Bindungselektronenpaare stoßen sich weniger ab und können enger zusammenrücken, damit sich die einsamen Elektronenpaare noch dicker machen kann, und der Bindungswinkel ist kleiner geworden.
- der Elektronegativität der Liganden. Mit den gleichen Argumenten wie eben bewirkt zunehmende Elektronegativität kleinere Bindungswinkel.
Bei Wasser beträgt der Bindungswinkel 104,5° .
Bild 2 : Auswirkungen einsamer Elektronenpaare auf die Bindungen.
Beispiele
Moleküle vom Typ AL2E2 sind häufig.
Im Projekt sind zu finden :
zweite Möglichkeit
In der Valenzschale eines Atoms befinden sich 3 Elektronenpaare. Dies erscheint auf den ersten Blick ungewöhnlich. Bedenken Sie aber, dass beim VSEPR–Modell die beiden Bindungen einer Doppelbindung nur einfach gezählt werden. Es kann also so sein, dass zwischen dem Zentralatom und den beiden Liganden eine Doppelbindung und eine Einfachbindung ist. Außerdem ist ein freies (einsames) Elektronenpaar vorhanden.
Bild 3 : AL2E–Geometrie interaktiv
Nach dem VSEPR–Modell stoßen sich die 3 Elektronenpaare ab. Sie versuchen, sich möglichst weit voneinander zu entfernen und ordnen sich an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks an. Sehen wir uns jetzt die beiden Bindungselektronenpaare an. Sie zeigen zu 2 Ecken des Dreiecks. Da die Elektronenpaare im Dreieck einen Winkel von 120° bilden, bilden auch die beiden Bindungselektronenpaare einen Winkel von annähernd 120°. Das Molekül ist also gewinkelt. Bild 3 zeigt diese gewinkelte Anordnung des Moleküls. Wir nennen sie den AL2E–Molekültyp.
Ansehen : Starten Sie die JSmol–Visualisierung durch Anklicken des Links unter Bild 3. Betrachten Sie das Molekül aus verschiedenen Richtungen. Blenden Sie in 3 Schritten die Veranschaulichung der gewinkelten Geometrie ein und wieder aus, die von den Atomen gebildet wird, und blenden Sie ebenfalls in 3 Schritten das gleichseitige Dreieck ein und wieder aus, das die Elektronenpaare bilden.
Beispiele
Moleküle vom Typ AL2E sind nicht allzu häufig.
Im Projekt sind zu finden :
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