Gemeinsame und freie Elektronenpaare

Im Rahmen der Allgemeinen Chemie lernen wir, wie wir chemische Strukturen mit Hilfe der Valenzstrichschreibweise wiedergeben können. Dabei zeichnen wir in den Molekül-Strukturen gemeinsame (bindende) und freie (nicht-bindende) Elektronenpaare.

Das gemeinsame und/oder freies Elektronenpaar

Unter einem gemeinsamen Elektronenpaar (auch als bindendes Elektronenpaar bezeichnet) versteht man ein Elektronenpaar, dass zwei Atome verbindet und Atombindung zwischen den Atomen bildet. In der Valenzstrichformel wird das gemeinsame Elektronenpaar zwischen zwei Atomen durch einen Strich (zwischen beiden Atomen) gezeichnet, beispielsweise H-H.

Unter einem freien Elektronenpaar (auch nicht-bindendes Elektronenpaar bezeichnet) versteht man ein Elektronenpaar bzw. einem Paar von Elektronen genannt, das nicht zwischen zwei Atomen liegt bzw. zwei Atome verbinden. Das freie Elektronenpaar gehört nur einem Atom alleine.

Warum ist die Einteilung von Elektronen in gemeinsame und freie Elektronenpaare so wichtig?

Jede chemische Struktur hat (in der Regel) auch eine dreidimensionale Struktur. Diese Struktur resultiert nicht nur aus der Anordnung der gemeinsamen bzw. bindenden Elektronenpaare. Durch die (stärke) Abstoßung von freien Elektronenpaaren untereinander, haben freie Elektronenpaare einen besonderen Einfluss beim räumlichen Bau von Molekülstrukturen. Die räumliche Gestalt, die ein Molekül durch die gemeinsamen und freien Elektronenpaaren “erhält”, lässt sich mit Hilfe des Elektronenpaarabstoßungsmodells “vereinfacht” vorhersagen. Durch die größere Abstoßung von freien Elektronenpaaren im Vergleich zu gemeinsamen Elektronenpaaren, ist beispielsweise die räumliche Gestalt von Wasser nicht linear, sondern gewinkelt. Ohne diese gewinkelte Struktur wäre Wasser kein Dipol.


Gemeinsame und freie Elektronenpaare – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist ein gemeinsames Elektronenpaar?

Ein gemeinsames Elektronenpaar ist ein Paar von Elektronen, die von zwei Atomen in einer kovalenten Bindung geteilt werden.

2. Was ist ein freies Elektronenpaar?

Ein freies Elektronenpaar ist ein Paar von Elektronen, das nicht an eine kovalente Bindung beteiligt ist, sondern zu einem einzelnen Atom gehört.

3. Welche Rolle spielen gemeinsame Elektronenpaare?

Gemeinsame Elektronenpaare ermöglichen die Bildung kovalenter Bindungen zwischen Atomen, das ist ihre wesentliche Funktion.

4. Welche Rolle spielen freie Elektronenpaare in Molekülen?

Die freien Elektronenpaare können an chemischen Reaktionen beteiligt sein, sie können dazu beitragen, die Form eines Moleküls zu bestimmen und können die Polarität eines Moleküls beeinflussen.

5. Wie unterscheiden sich gemeinsame und freie Elektronenpaare?

Gemeinsame Elektronenpaare sind in kovalenten Bindungen integriert, während freie Elektronenpaare an keine Bindung gebunden sind und zu einem einzelnen Atom gehören.

6. Was ist die Lewis-Theorie?

Die Lewis-Theorie ist eine Theorie, die die Bildung kovalenter Bindungen durch das Teilen von Elektronenpaaren beschreibt.

7. Wie stellt man freie und gemeinsame Elektronenpaare in der Lewis-Struktur dar?

In der Lewis-Struktur repräsentieren Linien zwischen Atomen gemeinsame Elektronenpaare (kovalente Bindungen), während Punkte oder Paare von Punkten freie Elektronenpaare repräsentieren.

8. Wie beeinflussen freie Elektronenpaare die Form von Molekülen?

Freie Elektronenpaare können um einen zentralen Atom herum positioniert werden und dadurch die Form des Moleküls beeinflussen, da sie dazu tendieren, andere Atome oder Elektronenpaare abzustoßen.

9. Was sind Lone-Pair-Elektronen?

Lone-Pair-Elektronen ist ein anderer Begriff für freie Elektronenpaare, es bezeichnet Elektronen, die nicht an kovalente Bindungen beteiligt sind.

10. Kann ein Atom mehr als ein freies Elektronenpaar haben?

Ja, ein Atom kann mehrere freie Elektronenpaare haben, abhängig von seiner Elektronenkonfiguration. Beispiele sind Sauerstoff- oder Stickstoffatome in bestimmten Molekülen.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 16. März 2024