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Kovalente Bindung

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Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung ist auch bekannt als Elektronenpaarbindung oder Atombindung. Sie ist verantwortlich für den festen Zusammenhalt von Atomen und ist eine Form der chemischen Bindung. Vor allem bilden sich kovalente Bindungen zwischen den Atomen der Nichtmetalle. Wohingegen zwischen Nichtmetallen und Metallen eine Ionenbindung und zwischen Metallen metallische Bindung herrscht.

Bei der kovalenten Bindung spielen die Außenelektronen eine große Rolle: durch die Wechselwirkung zwischen denen bilden die Atome mindestens ein Elektronenpaar aus. Dieses Elektronenpaar hält zwei Atome zusammen, welche bindend sind und deswegen auch bindendes Elektronenpaar genannt wird.

Es gibt drei Arten von Elektronenpaarbindungen:

  • Ein bindendes Elektronenpaar → Einfachbindung
  • Zwei bindende Elektronenpaare → Doppelbindung
  • Drei bindende Elektronenpaare → Dreifachbindung

Die Elektronenpaarbindung hat eine bestimmte Wirkungsrichtung. Deswegen ist sie eine gerichtete Bindung. Diese bestimmt die geometrische Struktur einer Verbindung. Wie fest eine Bindung ist, wird durch die Bindungsenergie beeinflusst. Wenn kovalente Bindungen entstehen oder getrennt werden, nennt man diesen Vorgang die chemische Reaktion.

Die Atome können sich nicht beliebig mit allen Atomen in Verbindung bringen. Damit eine kovalente Bindung entstehen kann, müssen sich die Elektronenhüllen, die äußerste Elektronenschale, sich dazu eignen. Ein wichtiges Hilfsmittel, welches die möglichen Bindungen beschreibt, ist die Edelgasregel.

Edelgasregel

Die Edelgasregel ermöglicht eine grafische Darstellung von vielen chemischen Bindungen, indem sie die Valenzelektronenpaare als Striche zwischen den Kennbuchstaben der Elemente darstellt.

Was besagt diese Regel? Nach Lewis und Kossel, zwei Chemiker, sind chemische Verbindungen sehr stabil, sobald die beteiligten Atome im Periodensystem die nächstgelegene Edelgaskonfiguration erreichen. Also wie die Edelgase werden.

Beispiel: Für Wasserstoff wäre das nächstgelegene Edelgas Helium. Die Regel wäre also für Wasserstoff mit nur zwei Elektronen erfüllt. Daher liegt es als Molekül vor und wird durch die Atombindung H-H zusammengehalten.

Wenn Atome Verbindungen eingehen, ist es in vielen Fällen so, dass ihre Valenzschale vier Elektronenpaare besitzt. So etwas wird auch Elektronenoktett genannt und erfüllt die Oktettregel. Die Oktettregel gilt für die meisten Verbindungen von Hauptgruppenelementen.

Bindende Elektronenpaare

Kovalente Bindungen halten viele uns bekannte molekulare Stoffe zusammen. Darunter gehören der Sauerstoff (O2) oder der Kohlenstoffdioxid (CO2), aber auch Stoffe, die ein Atomgitter bilden, wie der Diamant ( C Diamant).

Die Elektronenformel

In der Elektronenformel werden die Valenzelektronen von Nichtmetallen bildlich dargestellt. Die Elektronen werden auf vier Positionen rund um das Atomsymbol platziert. Während Punkte einzelne Elektronen darstellen, stellen Striche freie Elektronenpaare dar.

Mithilfe der Elektronenformel lassen sich viele bekannte chemische Verbindungen von Molekülen kombinieren. Außerdem kann man bei kleinen Molekülen mit bekannter atomarer Zusammensetzung den molekularen Aufbau vorhersagen.

Damit ein Valenzstrich, also ein bindendes Elektronenpaar entsteht, werden zwei einsame Elektronen (Punkte) miteinander verbunden und zu Strichen kombiniert. Oder man verschiebt die Elektronenpaare so, dass die Oktettregel erfüllt ist. Es sind auch Doppel- und Dreifachbindungen möglich.

Beispiele von Elektronenformeln:

Bindungsart

Beispiel 1

Beispiel 2

Einfachbindung

Chlor (Cl2)

Methan (CH4)

Doppelbindung

Sauerstoff (O2)

Kohlenstoffdioxid (CO2)

Dreifachbindung

Stickstoff (N2)

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Kovalente Bindungen - das Wichtigste auf einen Blick!

Was ist eine Kovalente Bindung?

  • Eine Elektronenpaarbindung, zwischen zwei Einsamen Elektronen, die zu einem Elektronenpaar werden. Zwei Elektronen werden zum Paar nach der Edelgasregel.
  • Es gibt einfache Bindungen, als auch Doppel- und Dreifachbindungen.

Wie sind die Regeln für die Elektronenschreibweise?

  • Einsame Elektronen sind Punkte.
  • Elektronenpaare werden als Striche gekennzeichnet.
  • Die Elektronenpunkte und -paare stehen an vier Positionen um die Abkürzung des Atomnamen herum.
  • Es muss die Oktettregel erfüllt sein, d.h. Maximal vier Elektronenpaare gibt es um das Atom herum. Ausnahme ist das Wasserstoff mit nur zwei Elektronen.
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