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Alt 11.03.2018, 19:36   #1   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
Freie Elektronenpaare bei Strukturbestimmung erkennen

Liebes Forum,

ich habe eine Frage bezüglich der Bestimmung von freien Elektronenpaaren, um die Real- und Pseudostrukturen von Molekülen zu bestimmen. Die Lösung ist vermutlich recht simpel, aber ich habe trotz wiederholter Recherche keine für mich befriedigende Lösung gefunden, was vermutlich daran liegt, dass mein Verstand diesbezüglich etwas eingeschränkt zu sein scheint.

Ich erläutere erstmal meine Strategie, mit der ich an das Problem rangehe. Ich weiß nicht, ob diese richtig ist und die Denkweise dahinter richtig ist, aber bei den Übungsaufgaben führte es bisher zum Erfolg.

Nehmen wir beispielsweise BrF5. Zunächst schaue ich, welcher Hauptgruppe das Zentralatom angehört. Hier Gruppe 7, womit es 7 Valenzelektronen hat. Nun gehe ich im PSE für jedes an mein Zentralatom gebundene Atom einen Schritt in den Hauptgruppen zurück. Das macht bei 5 F Atomen also 7-5 = Hauptgruppe 2. Nun fülle ich die restlichen Schritte, die benötigt werden, damit mein Zentralatom die Edelgaskonfiguration erreicht, mit einem Elektron. Das wären hier 2 Schritte, also 2 Elektronen, was ein freies Elektronenpaar zu Folge hat.

Ist diese Methode richtig, oder habe ich bisher damit einfach Glück gehabt?


Es ist mir etwas unangenehm, mich damit an euch zu wenden, da vermutlich ein ziemlich dämlicher Denkfehler dahinter steckt. Aber ich komme nicht dahinter und weiß mir diesbezüglich auch nicht mehr anders zu helfen.

Grüße

Geändert von krille121 (11.03.2018 um 19:43 Uhr)
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.03.2018, 19:53   #2   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 20.665
AW: Freie Elektronenpaare bei Strukturbestimmung erkennen

Manches richtig,manches falsch oder verwirrend beschrieben.
Bei den Hauptgruppenelementen brauchst du nur die Gruppennummer zu nehmen,daraus leitet sich die Anzahl der Valenzelektronen ab.
So sind in 3.HG maximal drei VE für Bindungen da.In einer EX3-Verbindung kann somit kein freies EP vorliegen.
Anders bei der 5.HG,wo fünf VE maximal zur Verfügung stehen.So wären dort bei EX3-Verbindungen drei VE für Bindungen zu den drei X verbraucht,es bleiben zwei VE,was ein freies EP macht.
Ammoniak ist übrigens nicht negativ,sondern ein neutrales Molekül.Dor werden drei VE für die Bindungen zu den drei H benötigt,es bleibt ein freies EP.
Bei Halogenverbindungen(->7.HG) sind maximal sieben VE zu verteilen.
Dementsprechend sind bei ClF5(Cl das Zentralatom)fünf VE weg,es verbleibt ein freies EP,bei IF7 sind alle VE für Bindungen zum Fluor weg,also kein freies EP mehr.
Die Oktett-,oder die Edelgasregel wird bei der Berechnung der freien EP nicht benötigt,wenn die Formel angegeben ist.

Fulvenus!
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Alt 11.03.2018, 20:09   #3   Druckbare Version zeigen
krille121  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Freie Elektronenpaare bei Strukturbestimmung erkennen

Zitat:
Zitat von Fulvenus Beitrag anzeigen
Manches richtig,manches falsch oder verwirrend beschrieben.
Bei den Hauptgruppenelementen brauchst du nur die Gruppennummer zu nehmen,daraus leitet sich die Anzahl der Valenzelektronen ab.
So sind in 3.HG maximal drei VE für Bindungen da.In einer EX3-Verbindung kann somit kein freies EP vorliegen.
Anders bei der 5.HG,wo fünf VE maximal zur Verfügung stehen.So wären dort bei EX3-Verbindungen drei VE für Bindungen zu den drei X verbraucht,es bleiben zwei VE,was ein freies EP macht.
Ammoniak ist übrigens nicht negativ,sondern ein neutrales Molekül.Dor werden drei VE für die Bindungen zu den drei H benötigt,es bleibt ein freies EP.
Bei Halogenverbindungen(->7.HG) sind maximal sieben VE zu verteilen.
Dementsprechend sind bei ClF5(Cl das Zentralatom)fünf VE weg,es verbleibt ein freies EP,bei IF7 sind alle VE für Bindungen zum Fluor weg,also kein freies EP mehr.
Die Oktett-,oder die Edelgasregel wird bei der Berechnung der freien EP nicht benötigt,wenn die Formel angegeben ist.

Fulvenus!
Alles klar, danke! Dass mit der Ladung von Ammoniak ist mir auch direkt aufgefallen, als ich es mir nochmal bei Wikipedia unter die Lupe benommen hab

Wie kann man sich bei beispielsweise Ozon erklären, dass es eine Doppelbindung und eine Einfachbindung eingeht? wenn es mit 3 seiner Valenzelektronen eine Bindung eingeht, bleiben doch 3 übrig. Wie kommt es, dass nur ein Elektronenpaar vorhanden ist? Ich gehe mal davon aus, das klärt sich durch die Mesomerie. Aber wieso es nicht von Anfang an nur zwei Einfachbindungen eingeht, erschließt sich mir nicht.
krille121 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2018, 10:48   #4   Druckbare Version zeigen
HansC Männlich
Mitglied
Beiträge: 318
AW: Freie Elektronenpaare bei Strukturbestimmung erkennen

Zitat:
Zitat von krille121 Beitrag anzeigen
Wie kann man sich bei beispielsweise Ozon erklären, dass es eine Doppelbindung und eine Einfachbindung eingeht?
Bei Ozon und den "isosteren" NO2^- (beide haben die Valenzelektronensumme 18)
geht man wie folgt vorgehen, man muss allerdings wissen dass die Atomreihung O-N-O bzw. O-O-O ist:

Atome aufreihen und von den 18 Elektronen 2 Paare als Sigmabindungen verteilen:
O-N-O
Es bleiben 14, also 7 Paare, diese werden als Doppelbindungsanteile oder nichtbindende-Elektronenpaare derart verteilt, dass bei den Atomen der ersten Achterperiode die Oktettregel eingehalten wird (also 8 Elektronen aber nicht mehr in der Umgebung eines Atoms).
Bei O3 ergeben sich eine +Ladung am mittleren und eine (-)Ladung an einem der seitlichen Atome.
Bei NO2^- ist es nur eine (-)Ladung die am endständigen O sitzt.

Oft gibt es mehrere Oktettgerechte Möglichkeiten die als "mesomere Grenzstrukturen" gezeichnet werden.
HansC ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2018, 12:04   #5   Druckbare Version zeigen
HansC Männlich
Mitglied
Beiträge: 318
AW: Freie Elektronenpaare bei Strukturbestimmung erkennen

Ich möchte hier noch etwas grundsätzliches ergänzen:

So simpel das Modell eigentlich ist, das vorstehend beschrieben wurde, um die Einfach-, die Doppelbindungen und die nichtbindenden mit Elektronenpaaren gefüllten Orbitale anschaulich darzustellen, so leistungsfähig ist es. Nicht immer, aber meistens.

So stimmt oft überein, dass die experimentell ermittelten Bindungslängen zwischen Atom A und B damit übereinstimmen, also z.B. zwischen der einer Einfach- und Doppelbindung liegt, wenn das Modell zwei mesomere Grenzstrukturen im Sinne A-B <---> A=B ergeben hat, also eine Mischform von Einfach- und Doppelbindung.

(Manchmal versagt es aber auch, z.B. wenn der Paramagnetismus des O2 Moleküls erklärt werden soll.)
HansC ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
bindungspaare, oktett, strukturtyp

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