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Alt 11.03.2006, 23:22   #1   Druckbare Version zeigen
Kappe Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
Hybridisierung von Wasser

Hallo,

kann mir jemand die Hybridisierung von Wasser erklären, oder auf welcher Seit ich es im Internet finden kann.
Was hat dieser Vorgang mit 105 Grad zu tun.
( Sorry hatte es zuerst in einen falschen Bereich gestellt)

Kann mir jemand vielleicht noch weitere Infos geben.

Danke
Kappe
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Alt 11.03.2006, 23:44   #2   Druckbare Version zeigen
NilsM Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.285
AW: Hybridisierung von Wasser

Das Sauerstoffatom im Wassermolekül ist sp3-hybridisiert. Damit ergibt sich für den Winkel zwischen den beiden OH-Bindungen 104,5°.

Nachzulesen auch hier:
http://www.vs-c.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/2/vlu/chemische_bindung/hybridisierung.vlu/Page/vsc/de/ch/2/oc/physikalische_grundlagen/chemische_bindung/hybridisierung/ammoniak_wasser/ammoniak.vscml.html
NilsM ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.03.2006, 23:59   #3   Druckbare Version zeigen
Kappe Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Hybridisierung von Wasser

hallo,

bräuchte noch einen genaue Definition von Hybridisierung!

Was ist ein sp- Orbital?

Mir sin nur s - d - f- Orbitale bekannt.

Danke
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Alt 12.03.2006, 00:14   #4   Druckbare Version zeigen
Rahul Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.007
AW: Hybridisierung von Wasser

Kennst du keine p-Orbitale? s p d f ist doch die Reihenfolge
Hybridorbitale sind übrigens Linearkombinationen von Atomorbitalen, die den geometrischen Eigenschaften des Moleküls gerecht werden.

eigentlich stehen die p-Orbitale ja senkrecht aufeinander, wenn du sie aber miteinander
verwurstest(nimmst du auch das s hinzu), kommen die anderen Geometrien von wie z.b die tetraedische Geometrie
heraus.

Ob das dann so geschieht, ist von der Energie der Orbitale abhängig.
Die Hybridisierung selbst ist aber soweit ich weiss nicht umproblematisch(von der Theorie),
ist mehr ein Kniff, den man sich zugelegt hat.

MfG
Rahul
Rahul ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2006, 00:21   #5   Druckbare Version zeigen
Antananarivo Männlich
Mitglied
Beiträge: 137
AW: Hybridisierung von Wasser

Hallo

Prinzipiell ist ein Hybridorbital eine "Verschmelzung" von anderen Orbitalen, ein sp3 besteht halt nicht mehr aus einem Kugelorbital (s) und drei Hantelorbitalen (p), sondern aus einer Mischung, einem Hybrid eben...

anschaulich erklärt ist es hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hybrid-Orbital

Die Physikalischen Grundlagen dafür zu erklären ist ziemlich komplex, wird aber in der Regel nicht benötigt.
Was man darüber wissen sollte, ist die geometrische Struktur der Hybride, da man mit ihnen den Aufbau von vielen (allen?) Molekülen erklären kann.

Grüße

Antananarivo
Antananarivo ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2006, 10:27   #6   Druckbare Version zeigen
alpha Männlich
Mitglied
Beiträge: 281
AW: Hybridisierung von Wasser

Zitat:
Zitat von Kappe
kann mir jemand die Hybridisierung von Wasser erklären, oder auf welcher Seit ich es im Internet finden kann.
Was hat dieser Vorgang mit 105 Grad zu tun.
Der Winkel von 104.5° kann von der reinen Hybridisierung nicht vorausgesagt werden: Es kann nur erklärt werden, dass er kleiner sein sollte, als der ideale Tetraederwinkel von 109.5° - was er ja auch ist - Hybridisierungsmodelle geben nur grobe Vorstellungen von Winkeln, bzw. meistesn schliesst man eigentlich umgekehrt von den Winkeln auf die Hybridisierung! - Kennst du die Struktur eines Moleküls nicht, solltest du auch nichts über seine Hybridisierung aussagen!


Grüsse
alpha
__________________
EDUCATION WITHOUT COMMON SENSE IS A LOAD OF BOOKS ON THE BACK OF AN ASS.

WHEN ALL ELSE FAILS, LOOK AT THE SCHRODINGER EQUATION.
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alpha ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.03.2006, 19:55   #7   Druckbare Version zeigen
Kappe Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Hybridisierung von Wasser

nächst Frage, bin leider sehr unwissend auf diesem Gebiet.

Wasser= H20
Wasserstoff= 1s^2 voll besetzt
Sauerstoff= 2s^2-voll besetzt 2p^4 -1 Kästchen besetzt / 2 nur einbindig besetzt

Ich entkoppele 1 Elektron von dem 2s^2 und hole es zu dem 2p^4, so das es 2p^5 ergibt.

Also habe ich dann 2 Bindungsvalenzen.

H-O-H ( Die beiden H-Atome haben jeweils 3 Bindungsvalenzen).

Diese richten sich dann tetraedrisch im Raum aus.
Mit 104,5 Grad!
Ist dieser Vorgang so Richtig beschrieben?

Geändert von Kappe (12.03.2006 um 20:16 Uhr)
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Alt 12.03.2006, 20:55   #8   Druckbare Version zeigen
Rahul Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.007
AW: Hybridisierung von Wasser

Okay, so in der Art habe ich auch das in der Schule gelernt,
von wegen Promotion und Hybridisierung.

Das ist aber stark vereinfacht und du solltest das auch nicht zu genau nehmen,
diese Promotion muß auch nicht immer so passieren,
das macht man gerne bei dem Kohlenstoff.

Erst einmal die zur Nomenklatur, du schreibst.
Zitat:
Sauerstoff= 2s^2-voll besetzt 2p^4 -1 Kästchen besetzt / 2 nur einbindig besetzt
Du solltest nicht die Bindigkeit eines Atoms mit der Besetzung eines Orbitals durcheinanderwerfen...
Das Orbital ist leer, halb besetzt oder voll besetzt, aber nicht einbindig.
Ein halb besetztes Orbital hat theoretisch die Möglichkeit eine Bindung
einzugehen, indem es mal sehr einfach gesprochen mit einem anderen
Atomorbital(ebenfalls halb besetzt) verschmilzt und ein Molekülorbital bildet, das dann voll besetzt ist.

Du kennst 2s-Orbitale, das sind Atomorbitale, die mit Elektronen(maximal 2) befüllt werden können,
jedes deiner Kästchen repräsentiert ein solches Atomorbital,
die Atomorbitale haben eine gewisse Geometrie,
je nachdem, ob es ein s, p , d, f-Orbital ist.

Für deine Betrachtung ist nur wichtig:
s ist immer eine Kugel.
p sieht wie eine Hantel oder Doppelkeule aus(hast du bestimmt schon mal gesehen)
Von den p-Orbitalen gibt es pro Hauptquantenzahl 3 und die stehen
in deinem Koordinatensystem senkrecht aufeinander.
px zeigt in x-Richtung
py zeigt in y-Richtung
pz zeigt in z-Richtung
Wenn du in deiner Kästchenschreibweise, in der ja am Anfang zwei dieser p-Orbitale
nur ein Elektron besitzen, diese, wie oben beschrieben, jeweils eine Bindung mit
dem Wasserstoff eingehen lassen würdest, wäre der H-O-H-Winkel 90°.

Weil man aber diese Geometrie nicht findet, bedient man sich eines mathematischen
Tricks und läßt das 2s- und die drei 2p- Orbitale zu vier neuen
Hybridorbitalen verschmelzen(hybridisieren).
Diese Hybridorbitale nennt man sp3-Hybridorbitale, weil sie aus einem s-Orbital und 3 p-Orbitalen bestehen, diese 3 hat nichts zu tun mit der Anzahl der Elektronen in dem Hybridorbital, wie du es in deinem Beitrag für die Atomorbitale geschrieben hast.
Die Hybridorbitale sind wieder mit den Elektronen aus den ursprünglichen
Orbitalen zu füllen, bei Sauerstoff sind das 6,
macht zwei voll bestetzte und zwei halb besetzte.
Wie die Geometrie der Hybridorbitale aussieht, macht man besten immer so klar,
dass man versucht die Orbitale, einen möglichst großen Abstand voneinander einnehmen
zu lassen.
Bei sp3 ist das der Tetraeder, ich weiß nicht, ob du den kennst...
Der Winkel in diesem Tetraeder zwischen den einzelnen Hybridorbitalen liegt bei 109,5.
Da du aber im Wasser zwei Hybridorbitale hast die eine Bindung eingehen
und zwei, die voll besetzt und abgesättigt in der Nähe vom Sauerstoff rumwuseln,
ist der Tetraeder nicht ganz symmetrisch, sondern die voll besetzten Orbitale(nichtbindend) "drücken" auf die bindenden und machen den den H-O-H-winkel
kleiner(ca. 104,5). So wurde mir das zumindest damals in der Schule erklärt.

Ich hoffe, das hilft weiter...

MfG
Rahul

PS: Das mit der Promotion würde ich so nur bei dem Kohlenstoff anwenden,
prinzipiell kann man es sogar immer weglassen.
Rahul ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2006, 18:45   #9   Druckbare Version zeigen
Kappe Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Hybridisierung von Wasser

Wie entsteht sp3
Steht das sp3 nur für den Sauerstoff ?

Normalerweise hab ich ja bei einem sp3 einen Winkel von 109,5 Grad.
Warum ist es bei Wasser 104,5 Grad

Danke
Kappe
Kappe ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2006, 18:51   #10   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Hybridisierung von Wasser

wasser hat noch zwei elektronenpaare, die den winkel verändern, da sie Platz braUCHEN
  Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2006, 21:15   #11   Druckbare Version zeigen
Kappe Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Hybridisierung von Wasser

Wie entsteht sp3 ?
1 S-Orbital + 3 p- Orbitale ?
Kappe ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2006, 21:33   #12   Druckbare Version zeigen
Rahul Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.007
AW: Hybridisierung von Wasser

Genau!

Wie ich oben beschrieben habe, entsteht sp³ aus
dem Verschmelzen von einem s-Orbital und 3p-Orbitalen,
da das 4 Atomorbitale sind, entstehen auch 4 sp³-Hybridorbitale,
die möglichst voneinander wegwollen.

Hybridorbitale können prinzipiell für jedes Element entstehen, müssen
aber nicht, es ist mehr ein Trick, damit unsere Beschreibung mit der Natur
übereinstimmt.

Kohlenstoff C in Methan hat zum Beispiel auch 4 sp³-Orbitale, hier ist es ein perfekter
Tetraeder. C kann aber in anderen Verbindungen auch andere
Hybridorbitale bilden, z.B sp² oder sp, dann sind es nur 2 oder 3 Hybridorbitale.
Die restlichen p-Orbitale sind dann so wie vorher.

MfG
Rahul

PS: Wegen des Wassers solltest du dir noch mal ein gutes Buch anschauen?
Rahul ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2006, 21:34   #13   Druckbare Version zeigen
alpha Männlich
Mitglied
Beiträge: 281
AW: Hybridisierung von Wasser

Ja, vier sp3 Oribitale entstehen aus einem s- und 3 p-Orbitalen.
alpha ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.03.2006, 21:40   #14   Druckbare Version zeigen
Kappe Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 9
AW: Hybridisierung von Wasser

@ rahul : bitte Vorschlag für ein buch !
Kappe ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.03.2006, 00:36   #15   Druckbare Version zeigen
Rahul Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.007
AW: Hybridisierung von Wasser

Ich kenn keines, das deinem Kenntnisstand angemessen ist(Schule)
und dir alle Fragen hinreichend genau erklärt.

Vielleicht kommst du aber mit dem Riedel gut zurecht,
das ist ein Anorganik-Buch, hauptsächlich für das Grundstudium.
Der erzählt viele dieser, ja eigentlich schwierigen Grundlagen,
recht anschaulich.

Kannst ja mal reinschauen, am besten du leihst es dir in der Uni-Bibliothek aus
oder so.

Anorganische Chemie, Erwin Riedel; Walter de Gruyter-Verlag

Ich habe hier die 4. Auflage, aber es gibt, glaube ich, schon die 5. oder 6.

MfG
Rahul
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