Kovalente Bindungsbilder in Orbitaldarstellung

Wir betrachten zunächst das Wasser- (H2 O) und das Ammoniak- (NH3) Molekül. Die s - Orbitale der zwei Wasserstoffatome überlappen mit einem je p- Orbital des Sauerstoffs. Hier sind zwei Besonderheiten auffällig:
1. Die p-Orbitale sind verzerrt; sie sind auf der H - Atom Seite größer als auf der O - Atom Seite. Der Grund dafür ist, daß die Anwesenheit der H - Atome die Bewegung der p-Elektronen des O Atoms etwas ändert oder polarisiert.
2. Der Winkel zwischen den Bindungsachsenist nicht 900, wie er eigentlich bei p-Orbitalen sein sollte, sondern deutlich größer (104,50). Das liegt daran, daß jetzt auf der Wasserstoffseite des Moleküls im Mittel mehr negative Ladungen sind, die sich abstoßen.
Als Konsequenz fallen die Ladungsschwerpunkte nicht mehr zusammen, das Molekül ist polarisiert und bildet einen elektrischen Dipol.
Das Dipolmoment (= Ladung mal Abstand) ist 6,2 · 10 –30 C · m; es ist verantwortlich für die hohe Dielektrizitätskonstante (er = 81) des Wassers.
Ähnlich beim Ammoniak. Statt rechter Winkel finden wir 107,30.
Das Dipolmoment ist 5,0 · 10 –30 C · m.
Aussehen tut das ganze so; links Wasser, rechts Ammoniak.
Als nächstes betrachten wir Äthylen (C2H4). Die Kohlenstoffatome haben sp2 - Hybridorbitale gebildet, um die je zwei H Atome binden zu können.
Bei der sp2 Hybridisierung werden die s-, px- und py- Wellenfunktionen kombiniert; die pz - Wellenfunktion bleibt unverändert.
Damit entsteht eine s-Bindung (in Richtung der Keulenachse) und eine p-Bindung (senkrecht zur Keulenachse) zwischen den Kohlenstoff-Atomen; die typische C=C Doppelbindung.
 
Kovalente Bindungen
Es bleibt die einfache sp- Hybridisierung (auch sp1 geschrieben) ; sie liegt z.B. beim Acetylen (C2H2 ) vor.
Das sp - Hybridorbital sieht aus wie einen verlängerte p - Keule. Wir haben die Kohlenstoff-Dreifachbindung; 1 x s und 2 x p
Orbitalbild des Acetylens
Zum Schluß noch das schöne Benzolmolekül (C6H6): Es sollte nun klar sein, dass wir hier eine sp2 Hybridisierung haben.
Orbitalbild des Benzols

Mit Frame Mit Frame as PDF

gehe zu 2.2.3 Kovalente Bindung

gehe zu 2.2.5 Sekundaerbindungen

gehe zu Übung 2.2-4

gehe zu Lösung Übung 2.2-4

© H. Föll (MaWi 1 Skript)