Chemie-LK · CL0 · Grundlagen aus der Mittelstufe

Molekülbau mit dem EPA-Modell

Bindende und freie Elektronenpaare ums Zentralatom setzen: Das Molekül dreht sich in seine Geometrie, Bindungswinkel und Dipol erscheinen.

So gehst du vor

1Wähle ein Beispiel oder baue selbst: Zentralatom wählen, Bindungen zu Nachbaratomen und freie Elektronenpaare setzen.
2Beobachte, wie sich die flache Valenzstrichformel in die räumliche Gestalt dreht. Ziehe mit dem Finger, um das Molekül zu drehen.
3Lies Elektronenpaarbereiche, Molekülgestalt und Bindungswinkel ab und prüfe die Elektronenbilanz.
4Schalte Teilladungen und Ladungsschwerpunkte zu und entscheide, ob ein Dipolmolekül vorliegt.

Wolken: freie Elektronenpaare am Zentralatom. δ+ und δ−: Teilladungen aus der EN-Differenz, in Klammern bei ΔEN < 0,5 (praktisch unpolar). Blauer und roter Punkt: Schwerpunkte der positiven und negativen Teilladungen; fallen sie nicht zusammen, ist das Molekül ein Dipol.

Beispiele

Ammoniak

Selbst bauen

Zentralatom

Stickstoff: 5 Außenelektronen, EN = 3,0

Bindungen

Freie Elektronenpaare am Zentralatom

Tippe auf den linken Knopf einer Zeile, um zwischen Einfach-, Doppel- und Dreifachbindung zu wechseln (zu O höchstens doppelt, zu N höchstens dreifach). Höchstens vier Elektronenpaarbereiche (wie im Skript); Mehrfachbindungen zählen als ein Bereich.

Elektronenpaarbereiche: 4 (davon 1 frei) → Grundanordnung tetraedrisch

Molekülgestalt: trigonal-pyramidal, Bindungswinkel 107° (freie Paare drücken die Bindungen zusammen)

Elektronen um das Zentralatom: 8 – Oktett erfüllt

Ladung des Teilchens: neutral

Ladungsschwerpunkte fallen nicht zusammen: Dipolmolekül.

Elektronegativitäten (Pauling) wie im Periodensystem des Skripts: H 2,2; Be 1,6; B 2,0; C 2,6; N 3,0; O 3,4; F 4,0; S 2,6; Cl 3,2. Winkel nach dem EPA-Modell (109,5°, 107°, 104,5°, 120°, 180°); bei verschiedenen Bindungspartnern weichen echte Winkel etwas ab (Methanal: H–C–H 116°). Teilladungen als Modell, proportional zur EN-Differenz.

Aufträge

Vergleiche Methan, Ammoniak und Wasser. Begründe, warum alle drei eine tetraedrische Grundanordnung haben, und erkläre die verschiedenen Bindungswinkel.
Baue Kohlenstoffdioxid und Wasser. Beide Moleküle haben polare Bindungen. Begründe mit den Ladungsschwerpunkten, warum nur Wasser ein Dipolmolekül ist.
Baue Bortrifluorid und prüfe die Elektronenbilanz. Füge dann am Bor ein freies Elektronenpaar hinzu und beschreibe, was mit Gestalt und Bilanz passiert.
Baue selbst: Blausäure (HCN), Methanal (CH₂O), Trichlormethan und Tetrachlormethan. Sage vorher Gestalt und Dipol voraus und prüfe mit der Station.

Theorie: Kapitel „Elektronenpaarbindung und Molekülbau“ und „Polarität und zwischenmolekulare Kräfte“ im Skript CL0 Grundlagen aus der Mittelstufe.