Chemische Bindungen Valence Bond Theorie der kovalenten ... · und deren Wechselwirkung. Durch die...

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Bei der Valence Bond Theorie betrachtet man die Orbitale der einzelnen Atome und deren Wechselwirkung. Durch die Berücksichtigung der Geometrie kann die räumliche Struktur der Molekülbindungen dargestellt werden. Neben der Form der Orbitale müssen auch die Ausrichtung und die Vorzeichen der Orbitalbereiche beachtet werden.

positive Überlappung:- + +

pX s

- + -+

pX -pX

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Null - Überlappung:

-

+

+

X

Z

pZ

X

Y

pY

-

+- +

XpX

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negative Überlappung:

- +

XpX

+Z

-

++

+

X

Z

pZ

-

-

-dXZ

Nur die positive Überlappung führt zu einer höheren Elektronendichte zwischen den Atomkernen. Die Bindung kommt durch die Anziehung zwischen den positiven Kernen und der negativen Elektronenwolke zustande. Je mehr die Atomorbitale überlappen, desto stärker ist die Atombindung.

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Orbitaldarstellung der Reaktion von zwei Fluoratomen

- +

pZ - Orbital

+ -+pZ - Orbital

- + -+p -p -π – Bindung(rotationssymmetrisch)

E

1s² 2s² 2p5

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s - Orbital + p - Orbital = sp - Orbital

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Bildung von Hybridorbitalen

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Valence Bond Theorie am Beispiel des Methanmoleküls CH4

Elektronenbesetzung im KohlenstoffGrundzustand Angeregter Zustand

E

1s² 2s² 2p2

pX pY pZ

E

1s² 2s1 2p3

pX pY pZ

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Bildung von Hybridorbitalen

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Die Valence Bond Theorie der kovalenten BindungEinfachbindungen durch Orbitalüberlappung

s – s – δ s – p – δ s – d – δ sp 3 – sp3 – δ

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Überlappt nun ein 1s-Orbital eines Wasserstoffatoms mit einem sp3-Hybridorbital des Kohlenstoffatoms, entsteht eine s-sp3-σ-Bindung.

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Bindung von Molekülen mit mehreren Kohlenstoffatomen.

Verbindet man zwei Methylradikale zu einem Ethanmolekül, entsteht eine sp3-sp3-σ-Bindung.

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Doppelbindung

p – p – π p – d – π d – d – π

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Doppelbindungen zwischen zwei Kohlenstoffatomen entstehen aus einer sp2-sp2-σ-Bindung und einer p-p-π-Bindung.

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Ausbildung von Mehrfachbindungen

Stehen einem Kohlenstoffatom nicht genügend Reaktionspartner für die vier Bindungen zur Verfügung, bilden sich Mehrfachbindungen aus. Dabei verliert das Molekül seine Drehbarkeit entlang der C-C Achse.

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