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.
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.
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.
Ein gemeinsames Elektronenpaar ist ein Paar von Elektronen, die von zwei Atomen in einer kovalenten Bindung geteilt werden.
Ein freies Elektronenpaar ist ein Paar von Elektronen, das nicht an eine kovalente Bindung beteiligt ist, sondern zu einem einzelnen Atom gehört.
Gemeinsame Elektronenpaare ermöglichen die Bildung kovalenter Bindungen zwischen Atomen, das ist ihre wesentliche Funktion.
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.
Gemeinsame Elektronenpaare sind in kovalenten Bindungen integriert, während freie Elektronenpaare an keine Bindung gebunden sind und zu einem einzelnen Atom gehören.
Die Lewis-Theorie ist eine Theorie, die die Bildung kovalenter Bindungen durch das Teilen von Elektronenpaaren beschreibt.
In der Lewis-Struktur repräsentieren Linien zwischen Atomen gemeinsame Elektronenpaare (kovalente Bindungen), während Punkte oder Paare von Punkten freie Elektronenpaare repräsentieren.
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.
Lone-Pair-Elektronen ist ein anderer Begriff für freie Elektronenpaare, es bezeichnet Elektronen, die nicht an kovalente Bindungen beteiligt sind.
Ja, ein Atom kann mehrere freie Elektronenpaare haben, abhängig von seiner Elektronenkonfiguration. Beispiele sind Sauerstoff- oder Stickstoffatome in bestimmten Molekülen.