Allgemeine Chemie
Buchtipp
Chemische Experimente in Schlössern, Klöstern und Museen
G. Schwedt
29.90 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Allgemeine Chemie

Hinweise

Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 01.12.2005, 01:23   #1   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
Frage zum Atombau

Hallo Leute! Ich weis nicht so recht, wo ich diese Frage posten soll, eher hier oder im Physikforum??

Woher weiss man Dinge wie Aufbau von Atomen etc?

Ich spiele auf die Diskussion der Verletzung der Oktetregel ab der 3. Periode an: hat man diese Atombindungen mit dem Elektronenmikroskop schon gesehen oder ist die Bindung der Atome eher eine sehr gut passende Vermutung?
  Mit Zitat antworten
Alt 01.12.2005, 01:45   #2   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von emu

Woher weiss man Dinge wie Aufbau von Atomen etc?
Viele, viele Experimente. Viel, viel Nachdenken.
Dann versucht man die Ergebnisse der Experimente widerspruchsfrei mit der erdachten Theorie in Einklang zu bringen und umgekehrt.

Zitat:
Ich spiele auf die Diskussion der Verletzung der Oktetregel ab der 3. Periode an: hat man diese Atombindungen mit dem Elektronenmikroskop schon gesehen oder ist die Bindung der Atome eher eine sehr gut passende Vermutung?
Aus der aktuellen Theorie zum Aufbau der Atome, ergibt sich, dass es ab der dritten Periode so genannte d-Orbitale gibt, die in der 2. Periode noch nicht vorhanden sind. Diese sind prinzipiell auch geeignet Bindungen einzugehen. Womit mehr als die 8 Elektronen, die die s- und -p-Orbitale aufnehmen können, an Bindungen beteiligt sein können.

In wieweit das tatsächlich der Fall ist kann man heute einerseits über qunatenmechnische Berechnungen versuchen zu beurteilen, deren Ergebnisse man z. b. mit Daten aus Röntgenstrukturanalysen vergleicht.

Röntgenstrukturanalysen, liefern die Positionen der Atomkerne und die Verteilung der Elektronenwolke. Eine Bindung gibt sich dort durch den Abstand der Atome und eine charakteristische Elektronendichte zwischen den Atomen zu erkennen. Orbitale kann man dabei allerdings nicht sehen, sodaß nur wieder bleibt die experimentellen mit den berechneten Abständen und Elektronenverteilungen zu vergleichen und dann über die Theorie Aussagen zur Natur der Bindung zu machen.
Neben der Röntgenstrukturanalyse gibt es noch viele andere Untersuchungsmethoden, die meist indirekt auf die Natur der Bindung hinweisen.
Alles in allem ist das eine Art Detektivspiel, an dessen Ende im Idealfall ein zweifelsfreier Indizienbeweis steht.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2005, 22:15   #3   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von belsan
dass es ab der dritten Periode so genannte d-Orbitale gibt, die in der 2. Periode noch nicht vorhanden sind.
Das ist aber nicht richtig. Jedes Atom kann d Orbitale haben, aber eben nicht mit egal welcher Quantenzahl. Bei den Atomen der 2. Periode liegen diese energetisch sehr hoch, was ihre Besetzung entsprechend ungünstig macht.

Es kommt noch hinzu, dass du selbst in einem anderen thread geschrieben hast, dass auch die "klassische" Erklärung der Oktettexpansion durch die zugänglicheren d Orbitale in den tieferen Perioden eben nicht zutrifft.
Zitat:
In wieweit das tatsächlich der Fall ist kann man heute einerseits über qunatenmechnische Berechnungen versuchen zu beurteilen, deren Ergebnisse man z. b. mit Daten aus Röntgenstrukturanalysen vergleicht.
Eventuell sollte man die Atomemissionsspektroskopie zuerst nennen, da sie für die Aufklärung des inneren Aufbaus der Atome mehr geleistet hat als (ausgerechnet) die XRD...Genaugenommen lässt sich aus der XRD eigentlich gar nichts über Bindungstypen herauslesen, aber viel mehr aus spektroskopischen Verfahren. Man denke nur an die Photoelektronenspektren, aus denen man die MO Diagramme quasi direkt ablesen kann...

Zum Atombau würde ich eher den Rutherfordschen Streuversuch nennen, das Feldemissionsmikroskop von Müller - diese beiden Versuche haben wirklich erst die bahnbrechenden Hinweise gegeben ! Nicht zu vergessen die Moseley-Sache mit den Atomkernen...

EDIT A propos Indizienbeweis : Wenn du mir einen einzigen richtigen Indizienbeweis für irgendein beliebiges Natur"-gesetz" lieferst, hast du viel mehr verdient als bloss einen Keks...!
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2005, 22:32   #4   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ricinus
Das ist aber nicht richtig. Jedes Atom kann d Orbitale haben, aber eben nicht mit egal welcher Quantenzahl. Bei den Atomen der 2. Periode liegen diese energetisch sehr hoch, was ihre Besetzung entsprechend ungünstig macht.

Es kommt noch hinzu, dass du selbst in einem anderen thread geschrieben hast, dass auch die "klassische" Erklärung der Oktettexpansion durch die zugänglicheren d Orbitale in den tieferen Perioden eben nicht zutrifft.
Bin mir beider Sachverhalte vollkommen bewusst.
Wenns um die Oktettregel und deren Verletzung geht spielt der x+1ste angeregte Zustand aber keine Rolle, weswegen ich deren Erwähnung hier für nicht angebracht hielt.

Was die "klassische Erklrärung" betrifft hielt ich es für angebracht auf den Begriff der Mehrzentrenbindung zu verzichten. Ein schönes Wort, das aber auch erst noch mit Inhalt gefüllt werden müsste. Wobei ich mir nicht zutraue dafür eine eingemaßen leicht verständliche, fundierte Beschreibung zu liefern. Zumal schon die Erwähnung der d-Orbitale i. d. R nicht dem Wissenstand von Schülern entspricht, die zwangsläufig meistens bei einem anderen Atommodell hängen bleiben, und dies insofern auch schon ein leeres Wort ist.
Wäre hier für eine diesbezgl. brauchbare Formulierung dankbar.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (02.12.2005 um 22:45 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2005, 22:45   #5   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von belsan
Bin mir beider Sachverhalte vollkommen bewusst.
Oki
Zitat:
Was die "klassische Erklrärung" betrifft hielt ich es für angebracht auf den Begriff der Mehrzentrenbindung zu verzichten. Ein schönes Wort, das aber auch erst noch mit Inhalt gefüllt werden müsste.
Besteht das Problem nicht darin, dass wir gerade zwanghaft an der Idee festhalten, eine Bindung die irgendwie das Prädikat "kovalent" verdient, bestehe zwangsläufig aus einem "Elektronenpaar" ?
Das best- und vollständig untersuchte und erklärte System, sowohl experimentell wie auch theoretisch, ist das H2+ Ion : ausgerechnet ein Beispiel mit nur einem bindenden Elektron. Ist das jetzt auch eine Mehrzentrenbindung ?

Mir fällt dazu noch die Bemerkung eines sehr alten Professors der theoretischen Chemie ein (N.H. March), der in einer Vorlesung sagte : "Electron deficient bonds ? There is no such thing as an electron deficient bond. There are only theory deficient chemists."
Zitat:
... nicht dem Wissenstand von Schülern entspricht, die zwangsläufig meistens bei einem anderen Atommodell hängen bleiben, und insofern auch schopn ein leeres Wort ist.
Darf ich ? Darf ich ? Meinst du das BOHR Modell ? Ich sag dir :

BOHR rulez !

__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2005, 23:15   #6   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ricinus

Darf ich ? Darf ich ? Meinst du das BOHR Modell ? Ich sag dir :

BOHR rulez !

Du darfst

Und wenn man dann noch auf Bohr hören würde, hätten wir in der Chemie wesentlich weniger Probleme

Zitat:
Zitat von Niels Bohr
My starting point was not at all the idea that an atom is a small-scale planetary system and as such governed by the laws of astronomy. I never took things as literally as that. My starting point was rather the stability of matter, a pure miracle when considered from the standpoint of classical physics.
Insofern:
BOHR rulez !


EDIT: Ich glaub ich sollte das Zitat zu meiner Signatur machen

Zitat:
Besteht das Problem nicht darin, dass wir gerade zwanghaft an der Idee festhalten, eine Bindung die irgendwie das Prädikat "kovalent" verdient, bestehe zwangsläufig aus einem "Elektronenpaar" ?
Das best- und vollständig untersuchte und erklärte System, sowohl experimentell wie auch theoretisch, ist das H2+ Ion : ausgerechnet ein Beispiel mit nur einem bindenden Elektron. Ist das jetzt auch eine Mehrzentrenbindung ?
Also eine Mehrzentrenbindung hat das H2+ nicht. Sind ja nur zwei Zentren (Kerne) da.

Zwanghaft halte ich auch für etwas übertrieben. Zum einen sind es nun mal die gepaarten Elektronen, die in (geschätz) 95 % der Fälle eine Bindung ausmachen. Man kann annehmen es gibt hierfür Gründe. Die Verbindugen mit ungepaarten Elektron sind nicht besonders stabil (ich spreche nicht von high spin Komplexen).
Schließlich kommt es auf die Diskussionsgrundlage an.
Wenn, muss den gesamten Komplex der chemischen Bindung auf Basis der MO-Theorie diskutieren. Wenn man das konsequent und frühzeitig macht, sehe ich kaum Probleme mit dem Begriff Mehrzentrenbindungen.
Macht halt bloß kaum jemand (und schon gar nicht in der Schule).
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (02.12.2005 um 23:26 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2005, 23:38   #7   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von belsan
Also eine Mehrzentrenbindung hat das H2+ nicht. Sind ja nur zwei Zentren (Kerne) da.
Ich glaube die Mehrzentrenbindung fährt unter falscher Flagge : gemeint ist doch nicht, dass da unbedingt "zuviele" Zentren sind, sondern eher, dass die Zahl der Elektronenpaare nicht zu der Zahl der Zentren passt...insofern hat das genannte Ion imho schon eine Mehrzentrenbindung (oder eine elektronendefiziente Bindung - das Wort ist auch nicht glücklich, stellt aber zumindest den Zusammenhang zu der (verfehlten) Vorstellung einer Elektronen"paar"bindung her)

lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2005, 23:43   #8   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Wie auch immer. Zumindest ergibt sich der gebunden Zustand mit keiner anderen Deutung so zwanglos wie mit der MO-Theorie. Ob nun mit einem oder zwei Elektronen. (man würde gar noch ein drittes unterbringen können )
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.12.2005, 00:09   #9   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von belsan
Zumindest ergibt sich der gebunden Zustand mit keiner anderen Deutung so zwanglos wie mit der MO-Theorie.
Ganz meine Meinung

Und weil die MO Theorie so schön ist, ist die Photoelektronenspektroskopie erfunden worden um sie bestätigen...

lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.12.2005, 00:17   #10   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 03.12.2005, 13:58   #11   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied
Würde man diesen Sachverhalt allen weiteren Betrachtungen zur chemischen Bindung voranstellen, wäre schon viel gewonnen. Im ständigen Bewußtsein der Allgemeigültigkeit des vorgenannten Zusammenhangs täte man sich mit allen Regeln zur Bindigkeit insofern leichter, als man weniger in Gefahr wäre, das Regelwerk in senen Anwendungen zu überdehnen und weitere Regeln auf andere "drauf zu setzen" zu müssen, um Ausnahmen erklären zu können.

Könnten wir darin einig sein ?
Im Prinzip stimme ich Ihnen zu.
Dennoch halte ich die von Ihnen angedeutete Verallgemeinerung für ebenso wenig hilfreich wie eine von Ihnen zu Recht bemängelte Überkategorisierung.
Es gibt qualitative wie quantitative Unterschiede zwischen den primären chemischen Bindungen, die sich in den Extremen Ionenbindung, Kovalenzbindung und metallische Bindung zeigen, und den sekundären chemischen Bindungen unter denen die intermolekularen Bindungen zusammengefasst werden.
Die qualitativen Unterschiede möchte ich mal grob unter dem Begriff Stoff zusammenfassen, für die quantitativen ist die Größenordnung der "Bindungsenergie" ein Maß. Wir müssen uns nicht darüber streiten, dass es auch hier Grenzfälle gibt. Das bleibt nicht aus bei quasikontinuierlichen Eigenschaftsänderungen.
Ein anderes Beispiel möge dies verdeutlichen.
Man kann sich trefflich darüber streiten, wo im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung die Farbe Blau aufhört und Grün anfängt. Ich erachte es aber als wenig hilfreich deswegen den Farbbegriff aufzugeben und statt dessen nur noch vom sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung zu reden, wobei man da auch wieder darüber streiten kann wo dieser genau anfängt und aufhört.

Die MO-Theorie bzw. die QM ist durchaus in der Lage auch den kondensierten Zustand zu beschreiben, wie es sich ja bei der MO-Beschreibung der metallischen Bindung schon andeutet. Dies führt aber zu einer eheblichen Komplizierung der Betrachtung, wobei dann die Frage gestellt werden muss ob der Aufwand durch grundsätzlich neue Erkenntnisse gerechtfertigt ist.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (03.12.2005 um 15:15 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2005, 14:36   #12   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Frage zum Atombau

Es muss meiner Meinung nach einen durchaus prinzipiellen Unterschied zwischen intermolekularen WW (solche die beispielsweise die kondensierten Phasen von Edelgasen ermöglichen) und chemischen Bindungen im eigentlich Sinn existieren : das ist erkenntlich allein an der Tatsache, dass z.B. das Potential der intermolekularen van der Waals Kräfte und der über kürzerer Entfernungen wirkenden Abstossung mathematisch einem anderen Modell folgt (z.B. Lennard-Jones) als die Potentiale dessen, was man üblicherweise als chemische Bindung betrachtet. Dass es zwischen Edelgasatomen etwas anderes geben sollte als intermolekulare Kräfte ist schlicht falsch. Es wird ja auch niemand behaupten, es gebe "chemische" Bindungen zwischen Wasserstoff- oder Benzol- oder Iodmolekülen....

lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2005, 15:47   #13   Druckbare Version zeigen
DrDeath Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.582
AW: Frage zum Atombau

*seufz* Geht das schon wieder los?
DrDeath ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2005, 18:03   #14   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied
Es ist doch nicht zu bestreiten, dass es in der Chemie weithin üblich ist, davon zu sprechen, dass bestimmte Atome oder Moleküle keine Affinität zueinander hätten. Ja sogar von "nicht mögen" wird gesprochen.
Hier liegen glaube ich zwei Missverständnisse vor.
Affinität ist ein eher inhaltsleerer, alchemistischer Begriff, der gelgentlich noch gebraucht wird, wenn man etwas begründen muss, aber nicht kann.
Wird er gebraucht, dann in dem Sinne, dass eine besonders ausgeprägte "Vorliebe" vorliegt, was nicht heißt, dass es nicht auch weniger ausgeprägte "Vorlieben" gibt.

Zitat:
Und wenn fast alle anderen in der Chemie Tätigen es angeblich so wissen, wie ich es es hier vortrage, warum sagen se es dann nicht auch so. Warum verankern sie ohne jede Not schlicht falsche Vorstellungen in den Köpfen von Lernenden. Ich fürchte, dass Sie mir kein Lehrbuch werden nennen können, in dem das so steht, wie ich es hier vorgetragen habe.
Ich denke sie können es wissen und wer etwas drüber nachdenkt wird ihre Darstellung auch bestätigen können. Was die explizite Darstellung in den üblichen Lehrbüchern betrifft muss ich im Moment auch passen, allerdings enthalten Lehrbücher zur Polymerchemie oft recht gute Darstellungen zum Löslichkeitsverhalten, die sich so in den gängigen Lehrbüchern nicht finden.
Ansonsten beschränkt sich die Diskussion solcher Fragestellungen i. d. T. weitgehend auf die Phrase "Gleiches löst Gleiches". Das ist ein Mangel, weil mit wenig mehr Aufwand ein deutlich tieferes Verständis erzielt werden könnte.
Zu diesem Mangel tragen weniger die Begriffe als solche bei, als deren schlampiger Gebrauch. Es gibt Gründe, dass man zwischen lipophil und lipophob einerseits und hydrophil und hydrophob andererseits unterscheiden sollte. So ist das Wasser in dem von ihnen gezeigten Sinne lipophob und nicht hydrophil (letzteres wäre eine Tautologie), das Öl ist lipophil.

Zitat:
Die Gründe liegen für mich ganz eindeutig in der Art und Weise, wie chemische Bindung gelehrt wird.
Ich möchte aber auch nicht, dass die ( in erster Linie von der mathematischen Herangehensweise) bestimmten Unterschiede zwischen Metall-, Ionen- und Atombindung den Blick für den ganzheitlichen Charakter chemischer wie "physikalischer" Bindung in einer Weise verstellen, die zwingend zu Missverstand und Widersprüchen führen muss.
Mir ist nicht so ganz klar was sie unter ganzheitlichem Charakter chemischer wie physikalischer Bindungen verstehen. Ich denke nach wie vor, dass es gute Gründe gibt zwischen Lösungsverhalten und Phasenübergängen ("physikalisch" )einerseits und Stoffumwandlungen ("chemisch") andereseits zu unterscheiden und schließe mich diesbezgl. der Aussage von ricinus an.
Sicher sind überall elektromagnetische Wechselwirkungen beteiligt und es gibt auch hier Fälle bei denen man über die Zuordnung diskutieren kann (z. B. Auflösen von Salzen), dennoch sehe ich den Ansatz weniger in einer Aufweitung des Begriffs der chemischen Bindung, als viel mehr in einer fundierteren Diskussion der Unterschiede. Diese sollten z. B. durch Vergleich der Kristllstrukturen von Wasserstoff und Helium deutlich werden. Zwar liegen mir die Daten im Moment nicht vor, jedoch würde ich erwarten, dass im ersten Fall kleine Abstände im H2-Molekül und größere zwischen den Molekülen vorliegen. Letztere sollten denen von Helium nicht unähnlich sein.

Zitat:
Einverstanden. Allerdings möchte ich auch hier nicht falsche Zuordnungen hören wie "Stoffe mit Ionenbindung haben hohe Siedepunkte", was allgemein so verstanden wird, als wären die Siedepunkte bei Metallen (Wolfram) und Nichtmetallen (Bor, Kohlenstoff) bedingt durch Metall- bzw. Atombindung niedriger.
Es gibt diese Missinterpretationen obwohl es sie eigentlich nicht geben müsste, weil es nicht der hohe Schmelzpunkt alleine ist, der Stoffe mit Ionenbindung kennzeichnet und gegenüber Wolfram und Kohlenstoff abgrenzt, sondern die Eigenschaftskombination für ein prototypisches Salz.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.

Geändert von belsan (04.12.2005 um 21:58 Uhr)
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2005, 18:09   #15   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Frage zum Atombau

Zitat:
Zitat von DrDeath
*seufz* Geht das schon wieder los?
Muss man doch nicht lesen
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Lesezeichen

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Aufgaben zum Atombau Chemieflasche Allgemeine Chemie 3 19.11.2008 22:31
Atombau Frage Mindless Allgemeine Chemie 10 16.11.2007 16:11
Suche ein Gedicht zum Atombau Phosgen Allgemeine Chemie 0 14.11.2007 23:31
Fragen zum Atombau und Periodensystem nottoughenough Allgemeine Chemie 7 31.10.2006 18:08
Frage zum Redox-Gleichgewicht - Rechnung - Abi-Frage InnocentDeath Anorganische Chemie 3 03.04.2006 15:37


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 19:23 Uhr.



Anzeige