Die (polare) Atombindung

In einem einführenden Kapitel wurde die grundsätzliche Unterscheidung bei den Bindungstypen vorgestellt. Dabei wurden die drei wichtigen Primärbindungen (Bindungen, die Atome/Ionen miteinander zu einem Stoff verbinden) Atombindung, Metallbindung und Ionenbindung erklärt. Die Atombindung (oder auch kovalente Bindung) ist die Bindung, die zwischen Nichtmetallatomen wirken und Moleküle bilden. Die Bindung zwischen den Atomen im Molekül wird dabei durch die Bildung einer oder mehrerer gemeinsamer Elektronenpaare bewirkt.

Dabei unterscheidet man (grob) zwischen unpolaren und polaren Atombindungen. Die Polarität der Atombindung ist abhängig, wie stark das gemeinsame Elektronenpaar von einem der beiden Bindungspartner angezogen wird. Ziehen beide Bindungspartner das gemeinsame Elektronenpaar gleich stark an, so liegt eine unpolare Atombindung vor, wird das Elektronenpaar von einem Bindungspartner stärker angezogen, so „entsteht“ eine polare Atombindung.

Die Atombindung als wichtige Sekundärbindung

Wiederholung:  „Bindungen“ von einzelnen Atomen zu Molekülen entstehen bevorzugt dann, wenn die einzelnen Atome einen energetisch günstigen (bzw. stabilen) Zustand erreichen. Dieser Zustand wird durch eine -mit Elektronen- vollbesetzte Außenschale erreicht. Bei Hauptgruppenelementen (außer Wasserstoff) ist dieser Zustand durch 8 Valenzelektronen auf der äußersten Schale gekennzeichnet. Diesen Zustand können Atome erreichen, indem sie Elektronen in Form von gemeinsamen Elektronen miteinander teilen.

Atombindung

Atombindung

 

Die unpolare und polare Atombindung

Wie eingangs erwähnt, hängt die Polarität der Bindung zwischen zwei Atomen davon ab, wie stark der jeweilige Bindungspartner die Bindungselektronen anzieht. Dies kann man abschätzen:

  • Zum einen kann ein Atom Bindungselektronen (negativ geladen) umso stärker anziehen, je „höher“ die Ladung des positiv geladenen Atomkerns ist. Das bedeutet, innerhalb einer Periode nimmt also (in der Regel für Hauptgruppenelemente) das Bestreben zu, Bindungselektronen anzuziehen, da die Anzahl der Protonen (positiv geladene Teilchen) im Kern (=Ordnungszahl) jeweils um 1 zunimmt.
  • Zum einen kann ein Atom Bindungselektronen umso stärker anziehen, je geringer der Atomradius ist. Je geringer die Entfernung von Atomkern zu den Bindungselektronen auf der äußersten (Valenz-)schale ist, umso stärker ist die Anziehungskraft zwischen positiver und negativer Ladung (Coulomb-Gesetz)

Für Bindungspartner, die sich in der gleichen Hautgruppe bzw. in der gleichen Periode des Periodensystems befinden, kann mit Hilfe dieser einfachen Überlegungen bestimmt werden, welcher Bindungspartner das höhere Bestreben hat, die Bindungselektronen an sich zu ziehen,

Was ist aber mit Bindungspartnern, die werde in der gleichen Hauptgruppe noch in der gleichen Periode zu finden sind?

Auch hier gibt es ein einfaches „Modell“, mit dem das unterschiedliche Bestreben, Bindungselektronen anzuziehen, vorhergesagt werden kann. Hierzu dient die sog. Elektronegativität. Die Elektronegativität ist dabei definiert als ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms in einer chemischen Bindung die Bindungselektronen an sich zu ziehen. Diesen Wert findet man bei jedem Element im Periodensystem angegeben. Damit können wir nun aussagen, ob eine unpolare oder polare Atombindung vorliegt.

  1. Atome mit gleicher Elektronegativität ziehen die gemeinsamen Elektronenpaare gleich stark an, wodurch eine unpolare Atombindung ausgebildet wird.
  2. Liegen in einem Molekül zwei Bindungspartner mit unterschiedlichen Elektronegativitäten vor, so wird das gemeinsame Elektronenpaar von dem Atom mit der größeren Elektronegativität angezogen. In diesem Molekül liegt daher eine polare Atombindung vor.

Hinweis:

An einigen Schulen bzw. in einigen Lehrbücher wird die polare bzw. unpolare Atombindung nochmal genauer unterschieden, daher kann sich beispielsweise der Satz finden, dass „erst“ ab einer Differenz  der Elektronegativität  >0,4 die Bindung als polar bezeichnet wird. In diesem Fall klassifiziert man die „polaren Bindungen“ folgendermaßen:

  • Differenz in der Elektronegativität: 0,1 – 0,4: schwach polare Atombindung
  • Differenz in der Elektronegativität: 0,4 – 1,0: polare Atombindung
  • Differenz in der Elektronegativität: 1,0 – 1,7: stark polare Atombindung

Hinweis:  

Die Differenz in der Elektronegativität sollte nie (alleine) dazu verwendet werden, um daraus zu schließen, dass eine unpolare bzw. polare Atombindung vorliegt. Bei einer Legierung aus zwei Metallen, liegt in der Regel auch nur eine geringe Elektronegativitätsdifferenz zwischen beiden Elementen vor.