Chemie Grundlagen

Chemische Bindungen

In diesem Beitrag geben wir dir einen Überblick über die wichtigsten chemischen Bindungen und wie diese zustande kommen.

Möchtest du das alles in einem kurzen Video lernen? Das haben wir dir hier verlinkt.

Inhaltsübersicht

Chemische Bindungen Zusammenfassung

Mit den chemischen Bindungen wird der Zusammenhalt zwischen Atomen oder auch Molekülen beschrieben. Es kann generell zwischen den starken Bindungen, wie der Ionen-, Metall– und Elektronenpaarbindung unterschieden werden. Letzteres wird auch öfters Atombindung genannt. Diese Bindungen werden auch unter dem Begriff Primärbindungen oder intramolekulare Kräfte zusammengefasst.

Zusätzlich gibt es noch die schwächeren Bindungen, wie die Van-der-Waals-Wechselwirkung und die Wasserstoffbrückenbindung. Diese kannst du auch als Sekundärbindungen oder intermolekulare Kräfte beschreiben.

%VERWEIS der entsprechenden Videos

Bindungsarten

In der Zusammenfassung hast du schon die Namen der Bindungen kennengelernt. Hier gehen wir jetzt auf jeden Bindungstypen der Chemie einzeln ein. Dabei fangen wir mit den starken Bindungen an.

%Für alle der Bindungsarten existiert zusätzlich noch ein extra Artikel, der genauer auf die Entstehung und Eigenschaften der Wechselwirkungen eingeht. 

Ionenbindung

Starten wir mit der Ionenbindung%VERWEIS Ionenbindung. Sie findet zwischen Nichtmetallen und Metallen statt. Wichtig ist, dass dafür ein Elektronegativitätsunterschied der zwei Bindungspartner größer als 1,7 nötig ist. Nur so kommt es zur vollständigen Abgabe von einem Elektron des positiven Partner an den elektronegativeren Partner.

Diese Elektronenabgabe führt dazu, dass aus dem Metallatom ein Kation (positv geladenes Ion) und aus dem Nichtmetallatom ein Anion (negativ geladenes Ion) wird. Aufgrund der unterschiedlichen Ladung entsteht zwischen den Bindungspartnern im festen Zustand nun ein Ionengitter. Zwar bricht das Gitter im flüssigem Zustand zusammen, dennoch bleibt die Bindung erhalten.

Diese Art der chemischen Bindung findet sich hauptsächlich bei Salzen. Als Beispiel können wir uns Natriumchlorid anschauen. Was du als Kochsalz kennst ist eine Ionenbindung aus Natrium und Chlor. Das Natriumatom gibt sein einzelnes Valenzelektron an das Chloratom, das sieben Valenzelektronen besitzt, ab. Daraus entsteht ein Natrium-Ion, das nun positiv geladen ist, da es ein Elektron weniger hat als vorher und ein Chlorid-Ion, das nun negativ geladen ist, weil es ein Elektron mehr hat als zuvor.

Na + Cl → Na+ + Cl

Ionenbindung, Natrium, Chlor, Valenzelektronen, Elektronennegativität
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Ionenbindung

Atombindundung oder Elektronenpaarbindung

Diese Bindungsart kann auch als kovalente Bindung oder Kovalenzbindung %VERWEIS Atombindung bezeichnet werden. Bei der kovalenten Bindung teilen sich zwei Elemente ein, zwei, oder drei gemeinsame Elektronenpaare. Die Elektronenpaarbindung kommt bei Nichtmetallen vor und jedes der Atome nimmt Valenzelektronen auf. Somit bringt auch jedes Atom Elektronen in die Bindung mit ein. Die Elektronen befinden sich dann in sogenannten Molekülorbitalen %VERWEIS Hybridisierung zwischen den Atomen.

Die chemische Bindung kann unpolar oder polar sein. Welcher der beiden Fälle auftritt ist abhängig von den beteiligten Elementen und deren Elektronennegativität %VERWEIS Elektronennegativität. Zwischen zwei gleichen Elementen – z.B. H2 oder O2 – tritt immer eine unpolare Bindung auf, da die Elektronennegativität die gleiche ist. Die Valenzelektronen befinden sich damit in der Mitte zwischen den zwei Bindungspartnern. So entsteht keine Polarität.

Ein Beispiel für eine polare Bindung wäre Salzsäure, welche aus den Atomen Chlor (Cl) und Wasserstoff (H) besteht. Das eine Valenzelektron von Wasserstoff bildet eine polare Einfachbindung mit einem Valenzelektron von Chlor. Die Stärke der Polarität hängt von der Differenz der Elektronegativität der beiden Elemente ab. Chlor hat die höhere Elektronennegativität, weshalb es die Elektronen näher zu seinem Kern hinzieht. Dadurch wird das Atom negativ geladen \delta^-. Der Wasserstoff hat eine nicht so hohe Elektronennegativität und lässt das Chloratom das Elektron eher zu sich ziehen. Deshalb ist Wasserstoff positiv geladen \delta^+. So kommt eine polare Bindung zustande.

Kovalente Bindung, Elektronenpaar, Valenzelektronen, Elektronennegativität, Wasserstoff, Chlor, Sauerstoff
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Kovalente Bindung

Metallische Bindung

Kommen wir jetzt zur metallischen Bindung %VERWEIS Metallbindung, der letzen starken chemischen Bindung. Metalle haben eine sehr niedrige Elektronennegativität. Somit gibt jedes an einer Bindung beteiligtes Metall Valenzelektronen ab. Es entstehen Metallkationen, die durch die frei beweglichen Elektronen zusammengehalten werden. Diese Bindungsart funktioniert aber nur zwischen Metallen.

Solche freien Elektronen werden auch delokalisierte Elektronen genannt und sind der Grund dafür, wieso Metalle elektrisch leitend sind.

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Metallische Bindung

Wasserstoffbrückenbindung

Kommen wir zum Schluss zu den zwischenmolekularen Kräften, die wir auch als die schwächeren Bindungen der chemischen Bindungen klassifiziert haben.

Die Wasserstoffbrückenbindung %VERWEIS Wasserstoffbrückenbindung kommt beispielsweise in Wasser (H2O) vor und entsteht nur, wenn ein Wasserstoffatom an ein deutlich elektronegativeres Atom gebunden ist, wie zum Beispiel Sauerstoff.

In einem Wassermolekül zieht das Sauerstoffatom von dem Wasserstoffatom das einzige Außenelektron stark an sich. Somit bildet sich eine kovalente polare Bindung aus. Bei dieser ist Sauerstoff negativ \delta^- und Wasserstoff positiv \delta^+ geladen. Durch diese Bindung bildet das Sauerstoffatom auch eine leichte Wechselwirkung zu Wasserstoffatomen von anderen Wassermolekülen aus. Diese Wechselwirkung wird auch als Brücke bezeichnet. Diese Brückenbindung ist im Vergleich zu den anderen Bindungsarten relativ schwach, was dazu führt, dass Wasser flüssig ist.

Wasserstoffbrückenbindung, Wasserstoff, Sauerstoff, Polarität, Brückenbindung
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Wasserstoffbrückenbindung

Van-der-Waals-Kräfte

Die Van-der-Waals-Kräfte sind ebenfalls chemische Bindungen. Sie sind jedoch die schwächste Art der zwischenmolekularen Kräfte. Die Bindungsart kommt zustande, wenn sich zwei unpolare Moleküle annähern. Durch kurzfristige unsymmetrische Ladungsverteilung der Elektronen innerhalb der Atomhülle kommt es zu Dipolen. Die Moleküle werden wegen des induzierten Dipols schwach polar.

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