Lewis Formel
Die Lewis Formel ist eine Methode, um Moleküle darzustellen. Wie du sie aufstellst und was sie von anderen Strukturformeln unterscheidet, zeigen wir dir hier und im Video.
Inhaltsübersicht
Lewis Schreibweise einfach erklärt
Die Lewis Formel (auch Elektronenformel) ist eine Strukturformel, mit der Atome und Moleküle dargestellt werden können. Die Lewis Schreibweise bildet die Atome, ihre Außenelektronen (Valenzelektronen) und die Bindungen zwischen Atomen ab. Die inneren Elektronen und der Atomkern werden bei der Lewis Formel hingegen nicht beachtet.
Die Lewis Formel setzt sich aus dem Elementsymbol und den jeweiligen Valenzelektronen zusammen. Die Anzahl der Valenzelektronen für ein Atom liest du aus dem Periodensystem ab, denn sie entspricht der Hauptgruppe.
Oft wird die Lewisformel mit der Valenzstrichformel verwechselt oder gleichgesetzt. Dennoch gibt es einen wichtigen Unterschied zwischen den beiden Schreibweisen der Moleküle. Im Gegensatz zu der Valenzstrichformel werden Elektronenpaare und Bindungselektronen bei der Lewis Formel nämlich nur als Punkte gezeichnet und nicht zu einem Strich verbunden.
Lewisformel aufstellen
Um eine Lewisformel von Atomen oder Molekülen aufzustellen, gehst du nach folgenden 5 Schritten vor:
1. Zuerst bestimmst du die einzelnen Atome und schreibst diese auf.
2. Danach legst du mithilfe des Periodensystems fest, wie viele Valenzelektronen jedes einzelne Atom hat.
3. Nun kannst du die Bindigkeit der Atome bestimmen. Dabei handelt es sich um die Anzahl der Bindungen, die ein Atom eingeht, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen.
4. Du schreibst dann das Atom in die Mitte, dass die meisten Bindungen eingehen müsste, um die Oktettregel zu erfüllen (Atom mit der höchsten chemischen Wertigkeit).
5. Die anderen beteiligten Atome versuchst du dann mit dem Mittigen zu verknüpfen. Beachte dabei die Oktettregel und denke daran, dass es bei größeren Molekülen mehrere Möglichkeiten geben kann, diese zu verbinden.
Ein- und mehrbindige Atome
Jedes Atom versucht die Edelgaskonfiguration, also acht Außenelektronen, zu erreichen. Deswegen können die einzelnen Elemente nur jeweils so viele Atome aufnehmen, wie ihnen noch fehlen. Diese Regel nennst du auch Oktettregel .
Wasserstoff und Halogene, wie Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat, brauchen jeweils nur ein Elektron. Sie gehen nur eine Bindung ein und werden deshalb als einbindig bezeichnet. Das Sauerstoffatom ist zweibindig, da ihm noch zwei Elektronen bis zur Edelgaskonfiguration fehlen. Grundsätzlich können Atome so viele Bindungen ausbilden, wie sie freistehende Valenzelektronen haben.
Edelgase, wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon, besitzen bereits acht Valenzelektronen. Deshalb sind sie nach der Oktettregel sehr unreaktiv und gehen auch in der Lewis Formel keine Bindungen ein.
Merke: Sind für bestimmte Moleküle in der Theorie mehrere Lewis Formeln möglich, wählst du die Schreibweise aus, deren Anordnung energetisch günstiger ist. Das bedeutet, dass große Atome möglichst viel Platz haben.
Molekularer Sauerstoff (O2) Lewis Formel
Sauerstoff hat sechs Valenzelektronen da es in der sechsten Hauptgruppe steht. Deshalb geht er Doppelbindungen ein — auch mit anderen Sauerstoffatomen. Die Lewis Formel von O2 zeichnest du folgendermaßen:
In der Natur kommt Sauerstoff in der Regel wie das Fluor molekular vor.
Kohlenstoffdioxid (CO2) Lewis Formel
Kohlenstoffdioxid besteht aus Kohlenstoff und zwei Sauerstoffatomen. Kohlenstoff steht in der vierten Hauptgruppe und hat vier Valenzelektronen. Sauerstoff hingegen hat nur sechs, denn er steht in der sechsten Hauptgruppe. Insgesamt hat Kohlenstoffdioxid also 16 Valenzelektronen (1 · 4 + 2 · 6 = 16).
Damit beide Atome die Oktettregel erfüllen, beteiligen sich alle Außenelektronen von dem Kohlenstoff an der Bindung und jeweils zwei von den Sauerstoffatomen.
Wasser (H2O) Lewis Formel
Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Die Wasserstoffatome haben jeweils ein Valenzelektron, da sie in der ersten Hauptgruppe des Periodensystems stehen. Sie können also jeweils eine Bindung eingehen. Der Sauerstoff hat hingegen sechs Valenzelektronen und kann somit zwei Bindungen eingehen.
Daraus ergibt sich für das Wasser folgende Lewis Formel:
Hinweis: Der Winkel im Molekül kommt unter anderem zustande, weil die beiden freien Elektronenpaare des Sauerstoffs räumlich mehr Platz brauchen als die Außenelektronen, die an den Bindungen beteiligt sind.
Lewis Formel — Häufigste Fragen
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Was ist die Lewis Formel?
Die Lewis Formel ist eine Strukturformel, die verwendet wird, um Atome in Molekülen darzustellen. Die Symbolschreibweise zeigt die Elementsymbole der Atome, ihre Valenzelektronen und die entsprechenden Bindungen in den Molekülen an. Die Lewis-Schreibweise wird auch als Elektronenformel oder Lewis-Struktur bezeichnet.
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Wie funktioniert die Lewis Schreibweise?
Die Grundlage der Lewis-Formel eines Moleküls ist die Elektronenschreibweise von Lewis, die nur für einzelne Atome verwendet wird. Diese Schreibweise ermöglicht es, die Anzahl der Valenzelektronen zu bestimmen, die ein Atom besitzt. Die Valenzelektronen werden hierbei als Punkte dargestellt.
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Welche Elektronenschreibweise hat Sauerstoff?
Sauerstoff hat das Elementsymbol O und steht in der sechsten Hauptgruppe. Somit hat Sauerstoff auch sechs Außenelektronen. Da zwei Elektronen für den Edelgaszustand fehlen, liegt Sauerstoff in der Natur immer molekular in zwei Atomen vor: O2
Strukturformel
Die Lewis Formel ist eine Darstellungsweise für Atome und Moleküle, doch es gibt noch zahlreiche weitere. Schau dir unser Video zu den Strukturformeln an und finde heraus, welche das sind und wie du sie zeichnest!
