Die Bindungsordnung bei chemischen Verbindungen

Es gibt einige “chemische” Größen, mit deren Hilfe chemische Strukturen beschrieben werden. Eine dieser “Größen” ist die sogenannte Bindungsordnung. Die Bindungsordnung beschreibt mit Hilfe der MO-Theorie (=> Elektronenkonfiguration) die effektive “Elektronendichte” zwischen einzelnen Bindungspartnern. Daher sagt man auch, dass die Bindungsordnung die Zahl der “effektiven” Bindungen in einer Struktur beschreibt. Warum wird dies als effektiv bezeichnet? So hat beispielsweise Benzol eine Bindungsordnung von 1,5 und tatsächlich liegt die C-C-Atombindung im Benzol zwischen einer C-C-Einfachbindung und einer C=C-Doppelbindung. Wie wir später in der Organischen Chemie kennenlernen werden, liegt bei Benzol eine aromatische Struktur vor (kleiner Exkurs, warum man die BO als effektive Bindung bezeichnet).

Die Bindungsordnung

Prinzipiell ist die Bindungsordnung definiert als die Differenz der Anzahl der Elektronen in den bindenden MO und der Anzahl der Elektronen in nichtbindenden MO dividiert durch die Anzahl der Bindungsparter. Leider hat diese “Regel” auch viele Ausnahmen und Berücksichtigungen.

Daher “berechnet” man in der Schule die Bindungsordnung von zweiatomigen Molekülen. Die Bindungsordnung ist dabei die Hälfte der Differenz aus der Zahl von bindenden und antibindenden Elektronen der Molekülorbitale (die Molekülorbitale ergeben sich dabei durch die Addition der Atomorbitale).

Beispielsweise: He hat eine Elektronenkonfiguration von 1s2. Würde man nun 2 He- Atome zu einem He2-Molekül “reagieren” lassen, gilt: man “addiert” zwei s-Orbitale mit je zwei Elektronen. In diesem Fall erhalten wir ein bindendes MO-Orbital mit zwei Elektronen besetzt und ein antibindendes MON-Orbital mit zwei Elektronen besetzt.

Bindungsordnung =  (2 – 2) : 2 = 0

Das bedeutet, dass ein zweiatomige Helium-Molekül eine Bindungsordnung von 0 hat, d.h. es gibt dieses Molekül nicht, zwischen beiden Bindungspartnern findet keine Bindung statt. Daher wird auch die Bindungsordnung in der Schule unterrichtet, denn sie belegt, warum beispielsweise Edelgase “einatomig” vorliegen (was wir aus der Allgemeinen Chemie bereits kennen)

Die Bindungsordnung dient aber nicht nur dem “Nachweis”, warum ein zweiatomiges Molekül nicht stabil ist bzw. nicht existiert. Mit Hilfe der Bindungsordnung lässt sich in zweiatomigen Molekülen auch berechnen, ob in einer chemischen Struktur eine Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindung vorliegt. Wie auch bei aromatischen Verbindungen lässt sich mit Hilfe der Bindungsordnung eine “grobe” Tendenz über die Bindung aussagen. Mit steigender Bindungsordnung nimmt die Länge der Bindung zwischen zwei Reaktionspartnern ab (die Bindung wird kürzer, die Bindung zwischen den beiden Atomen dadurch stärker).

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