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Polare Bindungen
Polare Atombindungen entstehen, wenn zwei Atome unterschiedlicher Elektronegativität ein Elektronenpaar gemeinsam nutzen. Die Elektronegativität (EN) ist ein Maß dafür, wie stark ein Atom Elektronen anzieht. Wenn zwei gebundene Atome unterschiedliche Elektronegativitäten haben, dann ist die Bindung polarisiert, d.h., die Elektronenwolke verlagert sich mehr zu dem Atom mit der höheren Elektronegativität, was zu einer ungleichen Verteilung der Elektronendichte führt. Hierdurch entstehen partielle Ladungen (\(\delta^+\) und \(\delta^-\)) auf den Atomen.
Beispiele für polare Atombindungen sind:
1.
Wasser (\(H_2O\))
- Elektronegativitäten: \(O: 3,44\), \(H: 2,20\)
- \(ΔEN = 3,44 - 2,20 = 1,24\)
- Die Bindungen zwischen Wasserstoff und Sauerstoff sind polar.
2.
Ammoniak (\(NH_3\))
- Elektronegativitäten: \(N: 3,04\), \(H: 2,20\)
- \(ΔEN = 3,04 - 2,20 = 0,84\)
- Die Bindungen zwischen Stickstoff und Wasserstoff sind polar.
3.
Chlorwasserstoff (\(HCl\))
- Elektronegativitäten: \(Cl: 3,16\), \(H: 2,20\)
- \(ΔEN = 3,16 - 2,20 = 0,96\)
- Die Bindung zwischen Wasserstoff und Chlor ist polar.
4.
Kohlendioxid (\(CO_2\))
- Obwohl \(CO_2\) symmetrisch ist und sich die Polarisierungen der beiden \(C=O\) Doppelbindungen gegenseitig aufheben, was das Molekül zu einem insgesamt nicht-polaren Molekül macht, sind die individuellen \(C=O\) Bindungen an sich polar.
- Elektronegativitäten: \(C: 2,55\), \(O: 3,44\)
- \(ΔEN = 3,44 - 2,55 = 0,89\)
5.
Ethanol (\(C_2H_5OH\))
- Besitzt polare \(O-H\) Bindungen.
- Elektronegativitäten: \(O: 3,44\), \(H: 2,20\)
- \(ΔEN = 3,44 - 2,20 = 1,24\)
Unpolare Bindungen
Unpolare Bindungen treten auf, wenn die an einer Bindung beteiligten Atome gleiche oder nahezu gleiche Elektronegativitäten haben, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der Elektronendichte führt.
Beispiele für unpolare Atombindungen sind:
1.
Stickstoff (\(N_2\))
- Beide Atome haben die gleiche Elektronegativität, \(EN = 3,04\), somit \(ΔEN = 0\).
2.
Sauerstoff (\(O_2\))
- Beide Atome haben die gleiche Elektronegativität, \(EN = 3,44\), somit \(ΔEN = 0\).
3.
Methan (\(CH_4\))
- Obwohl Kohlenstoff und Wasserstoff verschiedene Elektronegativitäten haben (\(C: 2,55\), \(H: 2,20\)), ist das gesamte Molekül symmetrisch, und die kleinen Unterschiede in Elektronegativität führen zu einer vergleichsweise geringen Polarisierung.
- \(ΔEN = 2,55 - 2,20 = 0,35\), was oft als gering genug angesehen wird, um die Bindungen als praktisch unpolare Bindungen zu betrachten.
4.
Ethan (\(C_2H_6\))
- Ähnlich wie Methan, besteht Ethan aus C-H Bindungen mit geringen Elektronegativitätsunterschieden, die es als nahezu unpolares Molekül auszeichnen.
5.
Hexan (\(C_6H_{14}\))
- Ein längerkettiger Kohlenwasserstoff mit ausschließlich C-H und C-C Bindungen, die als unpolare Bindungen betrachtet werden.
Die Polarität einer Bindung ist also wesentlich durch die Elektronegativitätsunterschiede der beteiligten Atome bestimmt, während die Polarität eines Moleküls zusätzlich von seiner räumlichen Struktur abhängt.
