Lewis Schreibweise

Stell Dir vor, Du kommst gerade aus einer Deiner ersten Unterrichtsstunde in Chemie und Dein Kopf glüht. So viele neue Informationen! Heute hat die Lehrerin die zahlreichen verschiedenen Schreibweisen in der Chemie erklärt. Doch Du bist nicht ganz mitgekommen, besonders der Unterschied zwischen der Lewis Schreibweise und der Valenzstrichformel hast Du nicht verstanden.

Wie Du die Lewis Strichformel aufstellen sollst, ist Dir auch nicht ganz klar. Keine Sorge, in dieser Erklärung erfährst Du alles zur Lewis Schreibweise in der Chemie und lernst ein paar wichtige Beispiele kennen.

Lewis Schreibweise & Anwendung

Die Lewis Schreibweise wird auch Elektronenformel oder Lewis-Struktur genannt. Es ist eine Symbolschreibweise, die die Elementsymbole der Atome, die Valenzelektronen und die Bindungen zwischen den Atomen wiedergibt. Den inneren Elektronen und dem Atomkern schenkst Du bei dieser Schreibweise keine Beachtung.

Im Prinzip repräsentiert das Elementsymbol den Atomkern und die inneren Elektronen. Die Valenzelektronen zeichnest Du als Punkte, ungeachtet ob es Elektronenpaare, freie Elektronen oder Elektronen einer Bindung sind. Dabei platzierst Du die Valenzelektronen an vier Stellen um das Elementsymbol herum.

Mithilfe der Lewis Schreibweise kannst Du recht schnell Aussagen über den Aufbau kleiner Moleküle treffen, sofern Du genug über die Art und Anzahl der Atome weißt. Auch wenn die Lewis Schreibweise recht schlicht ist, genügt sie in vielen Fällen. Denn meistens spielen in chemischen Reaktionen und Bindungen nur die Außenelektronen eine Rolle.

Lewis Schreibweise – Formel aufstellen

Nachdem Du gelernt hast, was die Lewis Schreibweise ist, möchtest Du bestimmt erfahren, wie Du sie aufstellen kannst. Hierzu kannst Du Dich an folgenden Punkten orientieren:

Tabelle 1: Vorgehensweise beim Aufstellen der Lewis Schreibweise

Bei der Aufstellung der Lewis Schreibweise solltest Du die Oktettregel und die Edelgaskonfiguration beachten. Jedes Atom strebt nach der Edelgaskonfiguration. Das bedeutet, jedes Atom möchte eine voll besetzte äußere Elektronenschale haben. Bis auf die Elemente Wasserstoff und Helium möchte jedes Atom somit acht Valenzelektronen besitzen. Zum Erreichen der Edelgaskonfiguration nehmen die jeweiligen Atome gerne die fehlende Anzahl an Elektronen auf. Hier kommt auch die Oktettregel ins Spiel. Laut dieser Regel können Elemente, die in der zweiten oder einer höheren Periode stehen, höchstens acht Valenzelektronen besitzen.

Lewis Schreibweise vs. Valenzstrichformel

Die Lewis Schreibweise und die Valenzstrichformel werden häufig gleichgesetzt. Auch eine Mischung aus beiden wird angewendet. Jedoch handelt es sich hierbei um zwei verschiedene Schreibweisen in der Chemie.

Wie Du bereits gelernt hast, werden in der Lewis Schreibweise sowohl die freien Elektronen als auch die Elektronenpaare als Punkte geschrieben. Im Gegensatz dazu werden bei der Valenzstrichformel Elektronenpaare als Strich symbolisiert. Der sogenannte Valenzstrich kennzeichnet somit zwei Elektronen. Einzelne, freie Elektronen werden nicht geschrieben.

Lewis Schreibweise – Beispiel

Damit Du die Lewis Schreibweise und deren Aufstellung besser verstehen kannst, siehst Du im Folgenden einige Beispiele.

Lewis Schreibweise – CO₂

Das Molekül Kohlenstoffdioxid setzt sich aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen zusammen. Zunächst betrachtest Du das Kohlenstoffatom. Laut dem Periodensystem hat es das Elementsymbol C und besitzt vier Valenzelektronen. Somit kannst Du vier Punkte um das Elementsymbol C schreiben. Die beiden Sauerstoffatome werden durch das Elementsymbol O abgebildet und weisen sechs Valenzelektronen auf.

Sowohl das Kohlenstoffatom als auch die zwei Sauerstoffatome möchten die Edelgaskonfiguration erreichen. Deswegen verbinden sich jeweils zwei Elektronen der Sauerstoffatome mit den vier Elektronen des Kohlenstoffatoms. Es bilden sich zwei Doppelbindungen aus.

Lewis Schreibweise – H₂O

Wasser ist eine Verbindung, die ein Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatome aufweist. Wie Du schon aus dem letzten Beispiel weißt, besitzt das Sauerstoffatom sechs Valenzelektronen. Wasserstoff mit dem Elementsymbol H steht in der ersten Hauptgruppe des Periodensystems. Somit weisen die beiden Wasserstoffatome ein Valenzelektron auf.

Alle drei Atome möchten die Edelgaskonfiguration erreichen. Im Fall von Wasserstoff sind das zwei Elektronen auf der äußeren Schale. Dem Sauerstoffatom fehlen noch zwei Elektronen und den beiden Wasserstoffatomen fehlen jeweils ein Elektron. Deswegen bilden sich jeweils eine Elektronenpaarbindung zwischen dem Sauerstoffatom und einem Wasserstoffatom.

Lewis Schreibweise – O₂

Molekularer Sauerstoff setzt sich aus zwei Sauerstoffatomen, die sechs Valenzelektronen aufweisen, zusammen. Wie Du bereits gelernt hast, möchten beide Atome acht Valenzelektronen besitzen und somit die Oktettregel erfüllen. Damit die Sauerstoffatome dieses Ziel erreichen, bilden sie zwei kovalente Bindungen aus. Es entsteht eine Doppelbindung im Molekül.

Lewis Schreibweise – NO₂

Das letzte Beispiel ist Stickstoffdioxid. Das Molekül enthält ein Stickstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. Sauerstoff hat sechs Valenzelektronen. Stickstoff steht in der fünften Hauptgruppe und besitzt somit fünf Valenzelektronen.

Wie Du vielleicht ahnen kannst, gestaltet sich die Aufstellung der Lewis Schreibweise von Stickstoffdioxid etwas schwieriger. Denn zur Erreichung der Edelgaskonjugation benötigt Sauerstoff noch zwei weitere Valenzelektronen und Stickstoff drei Valenzelektronen. Aufgrund dessen bleibt ein einzelnes Elektron übrig, wenn sich die beiden Sauerstoffatome und das Stickstoffatom verbinden. Solch ein einzelnes Elektron, das keine Elektronenpaarbindung ausbildet, wird Radikal genannt.