Bindungen
Die Bindungskräfte zwischen den Atomen sind elektromagnetischer Natur. Die Zahl der Außenelektronen ist dabei eine wichtige Größe. Eine vollbesetzte Elektronenschale stellt einen stabilen Zustand dar. Daher sind alle Elemente bestrebt diesen Zustand zu erreichen indem sie Elektronen aufnehmen (Mg z. B. 2), bzw. abgeben (z. B. Cl 1).
Die wesentlichen chemischen Eigenschaften werden durch die äußeren Elektronen der 1. und 2. Hülle bestimmt.
Das Bestreben, fehlende Elektronen von anderen Atomen zu übernehmen bzw. gemeinsam zu nutzen, führt zu unterschiedlichen Bindungsarten. Es wird grundsätzlich unterschieden zwischen:
- Hauptvalenzbindungen (Primärbindungen - hohe Bindungsenergie, starke Bindung)
- Neben- oder Restvalenzbindungen (Sekundärbindungen - geringe Bindungsenergie, schwache Bindung)
Hauptvalenzbindungen
Atome streben an ihre Atomhüllen aufzufüllen. Jedes Atom "möchte" ein Edelgas sein. Die Atome streben durch Aufnahme oder Abgabe von Elektronen danach, für ihre äußerste besetzte Schale die Edelgaskonfiguration und den energieärmsten Zustand zu erreichen.
- Ionen- bzw. heteropolare Bindung
- Atom- bzw. homöopolare (oder kovalente) Bindung: polar (O-H) und unpolar (C-C, C-H)
- Metallische Bindung
Bezeichnung Ionenbindung oder heteropolare Bindung Atombindung homöopolare (kovalente) Bindung Metallische Bindung Beteiligte Bausteine Ionen Metall + Nichtmetall Gleiche Atomart Nichtmetall + Nichtmetall Gleiche Atomart Metall + Metall Beschreibung des elektrischen Ladezustandes positiv geladenes Ion + negativ geladenes Ion, (Kation + Anion) Atome besitzen ein oder mehrere gemeinsame Elektronenpaare, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen Atome geben ihre Außenelektronen an den Gesamtverband ab. e- bewegen sich dort frei im Atomgitter Von den Bindungskräften abhängige Werkstoffeigenschaften Im gelösten Zustand elektrisch leitfähig, kristalline Gefügestruktur Geringe elektr. und therm. Leitfähigkeit; hoher Schmelzpunkt sehr gute elektr. und therm. Leitfähigkeit und Duktilität; eingeschränkte chem. Beständigkeit Beispiele Alkalimetallverbindungen, Halogenverbindungen NaCl, MgO Diamant, Methan CH4 (unpolar) Methanol CH3OH (polar) Cu, Al, Fe…
Neben- oder Restvalenzbindungen
- van der Waals-Bindung: zwischenmolekulare Kräfte
- Wasserstoffbrückenbindung: zwei Moleküle oder zwei geeignet weit voneinander getrennte Abschnitte eines Makromoleküls treten über Wasserstoffatome in Wechselwirkung