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Edelgas-Regel

  • 3 Edelgasregel (Oktettregel)

    3 Edelgasregel

    Problem: Wie kann man die Summenformel der Synthese von Wasser ableiten? 2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂O (l)

    Teilproblem: Warum liegen Edelgase atomar vor, während gasförmige Elemente molekular vorliegen?

    Edelgas-Atome besitzen eine Elektronenhülle mit vollständig besetzter Außenschale. Diese Elektronenverteilung, die Edelgaskonfiguration, ist besonders günstig. Edelgas-Atome gehen deshalb kaum Bindungen ein.

    Elemente anderer Hauptgruppen sind bestrebt, die „Edelgaskonfiguration“ zu erreichen und bilden deshalb Moleküle.

     03 00 00 tabelle edelgasregel

    Edelgas-Regel: Atome sind bestrebt, die Elektronenkonfiguration der Edelgase zu erreichen.
    Bsp.: Wasserstoffatom im H₂-Molekül besitzt die Elektronenkonfiguration von Helium (2 Valenzelektronen).

    „Oktett“-Regel: Bei Nichtmetall-Atomen ist in Molekülen die Gesamtzahl der bindende und der nichtbindenden Elektronen in der Regel acht. Ein Atom hat dann Edelgaskonfiguration, wenn es 4 Elektronenpaare in der Valenzschale besitzt.
    Bsp.: Fluoratom (vgl. Tabelle) im F₂-Molekül besitzt die Elektronenkonfiguration von Neon.

    Übung: Wie erfüllt das Sauerstoff-Molekül diese Regel? O₂ 

    Das ist vielleicht noch etwas schwierig zu verstehen, aber spätestens beim nächsten Thema, der Atombindung, wird es klarer. 😊

  • 4.1.1 Die Elektronenpaar-Bindung und die HNO-Regel

    4.1.1 Die Elektronenpaar-Bindung und die HNO-Regel

    Die HNO-Regel hat leider ein paar Konsequenzen, die die Sache verkomplizieren. Wir werden immer wieder die gleichen chemischen Reaktionen anschauen, aber sie unterschiedliche Aufschreiben; wundert Euch also nicht, dass Euch manches bekantn vorkommt bzw. dass wir die Reaktionsgleichungen etwas unterschiedlich. Aber ihr wisst auch, dass man durch Wiederholung am besten lernt. 

    In diesem Kapitel geht es darum, zu verstehen, warum es eine einfache und eine etwas kompliziertere Reaktionsgleichung gibt, weil wir die HNO-Regel anwenden müssen. 

    Beispiel 4a: Bildung eines Chlorwasserstoff-Moleküls, HCl-Molekül - ohne HNO-Regel.

    Jetzt solltet ihr ein Molekül aus zwei unterschiedlichen Elementen herstellen (Element Wasserstoff und Element Chlor). Wir haben also ein Wasserstoff-Atom, welches mit einem Chlor-Atom reagieren soll. Das Ergebnis ist Chlorwasserstoff. 

    04 00 04 ta chlorwasserstoff molekuel

    Im Chlorwasserstoff-Molekül liegt eine Einfachbindung vor; somit ist Chlor und Wasserstoff im Chlorwasserstoff-Molekül einbindig. 

    Im Chlorwasserstoff-Molekül erlangt das Chlor-Atom durch das gemeinsame (bindende) Elektronen-paar 8 Valenzelektronen (Edelgaskonfiguration, Oktett; Argon-Atom) und das Wasserstoff-Atom durch das binden-de Elektronenpaar 2 Außenelektronen (ebenfalls Edelgaskonfiguration; Helium-Atom) (siehe gestrichelte Kreise oben). 

    Bei den Ausgangsstoffen wird die Edelgas-Regel aber nicht erfüllt. 

    Beispiel 4b: Bildung eines Chlorwasserstoff-Moleküls, HCl-Molekül - mit HNO-Regel.

    Frage: Für welche Ausgangsstoffe müssen wir die HNO-Regel anwenden? 

     Aufgabe: Formuliere die Bildung des Moleküls von Chlorwasser mit Berücksichtigung der HNO-Regel

     

     

    Beispiel 5a: Bildung eines Wassers-Moleküls, H₂O-Molekül - ohne HNO-Regel.

    Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff. 

    Aufgabe: Schreibt zunächst für die Bildung von Wasser aus seinen Elementen Wasserstoff und Sauerstoff die Reaktionsgleichung ohne Berücksichtigung der HNO-Regel

    Beispiel 5b: Bildung eines Wassers-Moleküls, H₂O-Molekül - mit HNO-Regel.

    Aufgabe: Schreibt jetzt die Reaktionsgleichung mit der HNO-Regel. Hinweis: Die Lösung habe ich nochmals zusätzlich mit Kugelwolkenmodell gemacht. 

     

     

    Beispiel 6a: Bildung eines Ammoniak-Moleküls, NH₃-Molekül - ohne HNO-Regel.

    Aufgabe: Zum Schluss der solltet ihr einmal Ammoniak aus seinen beiden Elementen Wasserstoff und Stickstoff herstellen - ohne HNO-Regel. Kleiner Tipp: Euch ist bestimmt schon aufgefallen, dass wann immer ein Einzelelektron (= Punkt in der Lewis-Formel) vorliegt, sich dieses bei den Atombindungen einen Partner sucht und versucht sich zu verbinden. Kontrolliert zum Schluss nochmals, ob die Edelgas-Regel erfüllt ist. 

    Beispiel 6b: Bildung eines Ammoniak-Moleküls, NH₃-Molekül - mit HNO-Regel.

    Aufgabe: Formuliert die Reaktionsgleichung für die Bildung von Ammoniak in Lewis-Formeln mit Berücksichtigung der HNO-Regel

    Zusammenfassung:
    Eine Atombindung entsteht durch „Überlappung“ zweier (oder mehrerer) einfach besetzter Atomorbitale. Dies ist ein exothermerVorgang. Die Element-Atome erreichen im Molekül durch gemeinsamen Elektronenbesitz Edelgaskonfiguration.