Allgemeine Chemie
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Alt 21.01.2010, 19:03   #1   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Hi alle zusammen,

Ich stehe vor einem kleinen Problemchen: Ich hab mir mal versucht mit Hilfe des Orbitalmodells einige Verbindungen zu erschließen, wobei ich jetzt letztendlich beim Schwefelsäure-Molekül angekommen bin.

Laut Periodensystem ist bei Schwefel die 3s-Schale noch komplett besetzt, die 3p-Schale nur noch mit 4 von 6 gewünschten Atomen. Das heißt, es müssen sich zwei Orbitale "verbinden". (Klingt vielleicht blöd und unchemisch, aber ich versuchs mir so zu erschließen)

Bei Sauerstoff genauso, bloß dass es da nur 2s und 2p Orbitale sind.

Soweit so gut. Jetzt hat Der Schwefel in Schwefelsäure aber 4 Sauerstoffe an sich gebunden. Wenn er jetzt mit jedem von den Sauerstoffen zwei Orbitale teilen will (jeder hätte ja zwei zur Verfügung), dann passt das doch nie und nimmer. Einzige mir logische Möglichkeit wäre, dass jeweils ein Orbital "verbunden" wird, und somit insgesamt zwei volle und zwei nur halbvolle Orbitale entstehen. Stimmt das?

Das nächste Problem ist dann, wie ich das Modell mit der Lewis-Schreibweise verbinden kann. Wie sehe ich Doppelbindungen im Orbitalmodell?


Ach und wo wir grad bei Lewis-Schreibweise sind. HNO3 kann man ja noch mit der Schreibweise darstellen. Meine Frage ist dann nur noch, warum der Stickstoff noch positiv geladen ist? Liegt das daran, dass quasi ein "Punkt" (in der Lewis-Scheibweise) zu wenig ist?



Wäre super, wenn mich da wer aufklären könnte. Würde mich echt interessieren.


MfG
Kodiak
PS: Sry für die "schrägen" Formulierungen ;-)
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Alt 21.01.2010, 19:13   #2   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.884
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Hi,

schwefelsaeure hat keine doppelbindunge

sie sieht so aus:




Zitat:
Ach und wo wir grad bei Lewis-Schreibweise sind. HNO3 kann man ja noch mit der Schreibweise darstellen. Meine Frage ist dann nur noch, warum der Stickstoff noch positiv geladen ist? Liegt das daran, dass quasi ein "Punkt" (in der Lewis-Scheibweise) zu wenig ist?
yep, der "punkt" zu wenig ist ein fehlendes elektron. elektronen tragen eine negative ladung. wird eines entfernt, so hinterbleibt eben eine positive ladung dort, wo das elektron dereinst war

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 21.01.2010, 19:20   #3   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Oh, danke für die schnelle Antwort. Hmm bei meiner Schwefelsäurestruktur hab ich mich jetzt an die von Wikipedia gehalten:

Aber auch wenn keine Doppelbindungen drin sind frage ich mich, wie das dann mit den Orbitalen aufgeht.
Die zwei Sauerstoffe mit dem Wasserstoff haben ja dann jeweils 2s2p6 Orbitale und sind somit "fertig".

Wie siehts aber dann mit den zwei anderen Orbitalen aus. Die können ja gar nicht mehr binden, da Schwefel ja dann auch volle Orbitale hat, oder nicht?
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Alt 21.01.2010, 19:31   #4   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.884
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

irgendwie verstehe ich deine frage grad net wirklich...


schwefel und sauerstoff in der schwefelsaeure sind jeweils sp3 hybridisiert, und jedes der beteiligten atome (incl. dem wasserstoff-->He-konfiguration) ist sogar noch i.s. der "edelgasregel" zufrieden

kannst du bitte nochmal versuchen dein problem etwas andeers zu formulieren?

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 19:42   #5   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Ok, also was ich meine ist:
Dem Schwefel fehlen zwei Elektronen um die letzt Schale voll zu kriegen.
Den Sauerstoffen fehlen auch jeweils zwei Elektronen um die letzte Schale vollzukriegen.
Zweien von den Sauerstoffen fehlen aber nur noch eins, da das zweite mit dem Elektron vom Wasserstoff begnügt ist.

In der Summe werden also, um alle Sauerstoffe vollzukriegen noch 6 Elektronen benötigt. Jetzt könnten zum Beispiel die zwei Sauerstoffe vollgemacht werden, denen nur noch ein Elektron fehlt. Dann ist aber Schwefel auch schon voll, da es ja die Elektronen teilt.

Jetzt ist meine Frage, womit dann die zwei weiteren Sauerstoffe, denen noch zwei Elektronen fehlen binden können?
Kodiak ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 19:46   #6   Druckbare Version zeigen
Paleiko Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.210
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Zitat:
Zitat von Kodiak Beitrag anzeigen
In der Summe werden also, um alle Sauerstoffe vollzukriegen noch 6 Elektronen benötigt.
Wieviele Elektronen hat Schwefel?
Paleiko ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 19:48   #7   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Naja 2 Elektronen im 1s, zwei im 2s, 6 im 2p, 2 im 3s und 4 im 3p...Also 16

Ach, wird das dann quasi auf die Neon-Konfiguration "umgebaut"?
Kodiak ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 19:49   #8   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.884
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

zaehl doch mal das oben von mir gepostete bild aus...


gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 22:23   #9   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Hmm in deinem Bild handelt es sich ja um eine Lewis-Schreibweise. Ich dachte die Funktioniert bei Schwefel gar nicht mehr. Naja...Schwefel hat da 8 Elektronen, und da es zweifach positiv geladen ist fehlen ist es 2 von dem "Idealzustand" weg, also den 10 Elektronen...Bloß weiß ich nicht, was ich jetzt damit anfangen kann.

Ich habs ja versucht mir mit dem Orbitalmodell klar zu machen, wo ich aber halt auf das besagte Problem gestoßen bin, dass ich nicht weiß, wie die Bindung zu den zwei einsamen Sauerstoffen entstehen kann.


Klar, man könnte sagen, dass Sauerstoff 16 Elektronene hat, davon 6 auf den 3s und 3p Orbitalen, welche dann schön auf die Sauerstoffe aufgeteilt werden können, bloß frag ich mich dann zu verstehen habe.
Selbst wenn ich es mir hybridisiert vorstelle, so bleibt es dabei, dass auf 3sp3 insgesamt 2 Orbitale sind, wo je ein Elektron drin ist und zwei Orbitale, wo je zwei drin sind.

MfG
Kodiak ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 23:01   #10   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.884
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Zitat:
Schwefel hat da 8 Elektronen,
ja, naemlich in seinen bindungen zu den sauerstoffen lokalisiert


Zitat:
und da es zweifach positiv geladen ist fehlen ist es 2 von dem "Idealzustand" weg, also den 10 Elektronen...
NEEEEIN! doppelt nein!
- die ladung die der schwefel tragt hat mit den elektronen die um ihn herumschwirren insoweit erstmal exakt NULL zu tun, da wird nix nochmal zugezaehlt oder abgezogen oder sowas: schwefel mit acht e hast du in diversen oxidationsstufen und geschmacksrichtungen. die ladungen sind rein formaler natur (denn wenn man die formalladung des zentralatoms ermitteln will zaehlen die in bindungen drinsteckenden elektronen halt nur zur haelfte)

und es sind NICHT zehn elektronen zum gluecklichsein, sondern acht --> oktettregel

die acht elektronen in vier elektronenpaaren sind sowohl die acht zum schwefel-oktett, wie auch gleichzeitig die vier bindungen zu den viersauerstoffen, alles ist schoen. das ist ne doppelfunktion!

schwefel IST gluecklich, und die andern sinds auch

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 23:18   #11   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Ach ist es so, dass IMMER überall 8 Elektronen dazugehören? Das kann aber dan nur bis zur 3. Periode gelten, oder? Weil ab da sind ja d-Orbitale möglich...

Ok, das bringt mich weiter, danke...Eigentlich wars mir ja klar, aber irgendwie hat da das Klacken gefehlt! :-D
Kodiak ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 23:24   #12   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.884
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Zitat:
Ach ist es so, dass IMMER überall 8 Elektronen dazugehören? Das kann aber dan nur bis zur 3. Periode gelten, oder? Weil ab da sind ja d-Orbitale möglich...
ich sags mal so: du scheinst da noch etwas neu mit den sachen zu sein, und dann ist die vorlaeufige antwort "ja, immer, egal ob d oder net"
in gleicher weise dann: d-orbtale spielen nur bei uebergangsmetallen erstmal fuer dich ne rolle, und auch da (--> komplexe) wird der edelgaszustand gesucht (nur sinds dann net mehr 8 sondern 18 elektronen zum gluecklichsein)

zu den ausnahmen usw. kommste dann spaeter.


gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 21.01.2010, 23:31   #13   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Ok

Aber ich muss immer Lewis-Formel und Orbitalmodell trennen, oder? Weil wenn ich das jetzt versuchen würde zu vereinen, dann würde das wieder nicht hinhauen. Weil schließlich sind nur zwei Orbitale besetzbar, sprich es würden nur zwei Bindungen entstehen können. Einzige Möglichkeit wäre, wenn durch eine Energieerhöhung ein Paar Elektronen einen höheren Zustand erreichen können, also ein d-Orbital. Das würde dann für mich auch Sinn geben, da man bei der Herstellung von H2SO4 ja recht hohe Temperaturen braucht. Außerdem hab ich so etwas in der Art bei meiner Suche jetzt im Internet gefunden.

Auf jeden Fall danke ich dir,
MfG
Kodiak
Kodiak ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.01.2010, 00:03   #14   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.884
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

natuerlich kannst du das auch mit dem orbitalmodell machen: schwefel ist sp3-hybridisiert, und alle 4 orbitale sind in der verbindung "schwefelsaeure" wohlgefuellt

merke: den orbitalen ists zunaechst voellig wurscht wer denn nun die elektronen gespendet hat um sie zu fuellen.
ein dringender tip: du musst zwischen den orbitalen eines hypothetischen isolierten schwefel-atoms (--> unhybridisiert, s2p4) und solchen der um den schwefel herum lokalisierten elektronen (egal ob bindend oder nicht) des molekuels "schwefelsaeure" sorgfaeltig unterscheiden! das sind zwei komplett verschiedene partys!

und vergiss das mit den d-orbitalen am schwefel fuer schwefelsaeure: das ist ueberholt und gilt inzwischen als schlicht falsch

gruss

ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.01.2010, 00:19   #15   Druckbare Version zeigen
Kodiak  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Orbitalmodell bei Schwefelsäure

Achso, das Modell sieht in der Verbindung anders aus als in der Isolation? Ok, das ändert eventuell etwas.
Aber wie sieht es denn dann aus. Ich meine eine sp3-Hybridisierung bedeutet ja, dass sich s Orbital und p Orbital auf einem Energieniveau "verbinden". Dann hätte man 4 "gleiche" "Unterorbitale", wodurch die Tetraederform bergründet ist.
Wie muss aber diese Hybridisierung denn dann aussehen, weil ich ja egal wie ich das anstelle nur zwei Bindungen herbekomme. (Wenn ich vom Schwefel als isoliertes Atom ausgehe)

Wovon muss ich dann ausgehen, wenn nicht vom Isolierten Schwefel-Atom? Wo gibt es da Anhaltspunkte? Weil irgend eine Gesetzmäßigkeit muss es dahinter ja geben.


Gute Nacht,
Kodiak
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