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Moleküle und die Elektronenpaarbindung
Elektronenpaarbindung und Valenzstrichformel
Zwei Nichtmetall-Atome „teilen“ sich Valenzelektronen: Jedes steuert ein Elektron bei, das gemeinsame Paar hält beide zusammen und verschafft ihnen die Edelgaskonfiguration. Wie viele solcher Bindungen ein Atom eingeht, verrät die Zahl seiner ungepaarten Elektronen: Das ist die Bindigkeit. Reicht ein gemeinsames Paar nicht aus, entstehen Doppel- oder Dreifachbindungen.
Kugelwolkenmodell – Valenzelektronen und Molekülbau
Valenzstrichformeln zeichnen
Valenzstrichformeln – Finde den Fehler!
Mit dem 3D Viewer siehst du die Valenzelektronen im Kugelwolkenmodell. Mit den beiden Tools zeichnest du Valenzstrichformeln selbst und suchst Fehler in vorgegebenen Formeln.
18 Übungsaufgaben
Bindende und freie Elektronenpaare
2 weitere Aufgaben anzeigen
Bindigkeit und Oktettregel
Einfach-, Doppel- und Dreifachbindung
Valenzstrichformeln lesen
Elektronegativität: Bindungspolarität und Partialladungen
Das elektronegativere Atom zieht stärker am bindenden Elektronenpaar und bekommt dadurch eine negative Teilladung, der Partner eine positive. Je größer die Elektronegativitätsdifferenz, desto polarer die Bindung.
Teilladungen (Partialladungen) erkennen
Bindungspolarität – Molekülpolarität
Periodensystem-Trends erkunden
Mit dem Tool setzt du die Teilladungen selbst, die Simulation zeigt dir den Zusammenhang zwischen Bindungspolarität und Molekülpolarität, und im Periodensystem-Tool liest du die Elektronegativitätswerte ab.
9 Übungsaufgaben
Polare und unpolare Bindungen
Partialladungen
Räumlicher Bau: das EPA-Modell (VSEPR-Modell)
Elektronenpaare stoßen einander ab, weil sie alle negativ geladen sind. Daraus leitet sich die Geometrie eines Moleküls ab: linear, gewinkelt, trigonal-planar oder tetraedrisch. Freie Elektronenpaare zählen dabei mit — deshalb ist das Wasser-Molekül gewinkelt und nicht linear.
Räumlicher Bau von Molekülen (EPA-Modell)
Molekülgeometrie
Anorganische Moleküle – Formeln und Geometrie
Moleküle und Ionen der anorganischen Chemie – Kugel-Stab, Stab- und Kalottenmodell
Molekülmodelle (anorganisch) – Finde den Fehler!
Mit den beiden Simulationen probierst du das EPA-Modell selbst aus, die 3D Viewer zeigen dir die fertigen Moleküle von allen Seiten, und mit der Fehlersuche prüfst du vorgegebene Modelle nach.
9 Übungsaufgaben
Elektronenpaarabstoßung
Bindungswinkel und Molekülgestalt
Molekülpolarität: Dipolmoleküle
Polare Bindungen allein machen noch kein Dipolmolekül. Entscheidend ist, ob sich die Teilladungen räumlich aufheben: Kohlenstoffdioxid ist linear gebaut, die beiden polaren Bindungen zeigen in genau entgegengesetzte Richtungen und heben sich auf. Wasser ist gewinkelt — dort bleibt eine Seite positiv und die andere negativ.
3D Molekülviewer – Ladungscodierte Elektronendichteoberfläche
Der 3D Molekülviewer zeigt dir die Ladungsverteilung eines Moleküls farbig.
5 Übungsaufgaben
Dipol oder nicht
Zwischenmolekulare Kräfte
Zwischen den Molekülen wirken schwächere Kräfte als innerhalb. Drei Arten gibt es: London-Dispersionskräfte zwischen allen Teilchen, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen Dipolmolekülen und — als stärkste — Wasserstoffbrücken, wenn ein Wasserstoff-Atom an Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff gebunden ist.
Welche Kraft überwiegt, hängt vom Bau des Moleküls ab. Genau das übst du hier.
11 Übungsaufgaben
Die drei Arten im Überblick
Wasserstoffbrücken
Was daraus für die Stoffe folgt – hydrophil und hydrophob
Aus dem Bau der Moleküle und den Kräften zwischen ihnen lassen sich Eigenschaften der Stoffe vorhersagen. Je stärker die zwischenmolekularen Kräfte, desto mehr Energie ist nötig, um die Teilchen voneinander zu trennen — und desto höher liegt die Siedetemperatur. Und gelöst wird, was zum Lösemittel passt: Polares löst Polares, Unpolares löst Unpolares.
Lösen von Salz in Wasser
Hydrophile und hydrophobe Bereiche erkennen
Temperaturverlaufskurve von Reinstoffen
Mit der Simulation verfolgst du den Lösevorgang eines Salzes, mit dem Tool erkennst du hydrophile und hydrophobe Bereiche in einem Molekül.
17 Übungsaufgaben
Siede- und Schmelztemperatur
2 weitere Aufgaben anzeigen
Löslichkeit: hydrophil und hydrophob
2 weitere Aufgaben anzeigen
Der Sonderfall Wasser
Molekülverbindungen benennen
Anders als bei Salzen steht bei Molekülverbindungen die Anzahl der Atome im Namen: Kohlenstoffmonooxid und Kohlenstoffdioxid unterscheiden sich nur in der Vorsilbe. Hier übst du die Zahlwörter und die Regel, wann welche Endung verwendet wird.
Molekülformeln erstellen
Mit dem Tool stellst du die zugehörigen Molekülformeln zusammen.
5 Übungsaufgaben
Vorsilben und Endungen
Nichtmetalloxide
Bindungstypen im Vergleich
Drei Bindungsarten halten Teilchen zusammen. Welche vorliegt, hängt davon ab, welche Elemente beteiligt sind: Zwei Nichtmetalle bilden Elektronenpaarbindungen, Metall und Nichtmetall eine Ionenbindung, nur Metalle die Metallbindung. Die Elektronegativitätsdifferenz grenzt die Bindungsarten zusätzlich gegeneinander ab: Je größer sie ist, desto stärker ähnelt die Bindung einer Ionenbindung.
Ionenbildung und Ionengitter
Elektronengasmodell der Metalle
Metallgitter – räumlicher Aufbau von Metallen
Kristallstrukturen von Salzen und Mineralen
Die beiden Simulationen zeigen dir die Ionenbildung und das Elektronengas der Metalle, die 3D Viewer den räumlichen Aufbau von Metallgitter und Salzkristall.
8 Übungsaufgaben
Elektronenpaarbindung, Ionenbindung, Metallbindung
Metall oder Nichtmetall — welcher Bindungstyp
Für die Oberstufe
Manche Moleküle lassen sich mit einer einzigen Valenzstrichformel nicht richtig beschreiben — die tatsächliche Elektronenverteilung liegt zwischen mehreren Grenzformeln. Das ist die Mesomerie.
Mesomerie – Grenzformeln und tatsächliche Elektronenverteilung
Molekülorbitale – bindend und antibindend
Atomorbitale und Hybridorbitale
Elektronendichteänderung – Bindungsbildung sichtbar gemacht
Aus zwei Atomorbitalen entsteht ein bindendes und ein antibindendes Molekülorbital. Die vier 3D Viewer zeigen dir Grenzformeln, Molekülorbitale, Hybridorbitale und die Änderung der Elektronendichte bei der Bindungsbildung.