Was ist Elektronegativität?
Die Elektronegativität (EN) ist die Fähigkeit eines Atoms, ein bindendes Elektronenpaar zu sich zu ziehen. Fluor hat den höchsten Wert: 4.0. Sauerstoff hat 3.5, Chlor 3.0, Wasserstoff 2.1 und Natrium 0.9.
Haben zwei Atome die gleiche EN, liegt das Elektronenpaar genau zwischen ihnen. Unterscheiden sich ihre EN-Werte, verschiebt sich das Paar zu dem Atom, das stärker zieht. Dieses Atom bekommt eine negative Teilladung (δ−), das andere Atom eine positive Teilladung (δ+). So eine Bindung heißt polare Bindung.
| EN-Differenz | Bindung | Beispiel |
|---|---|---|
| Kleiner als 0.4 | Unpolar kovalent | O2: 3.5 − 3.5 = 0 |
| 0.4–2.0 | Polar kovalent | HCl: 3.0 − 2.1 = 0.9 |
| Größer als 2.0 | Ionisch | NaF: 4.0 − 0.9 = 3.1 |
Diese Grenzen sind Näherungswerte. Der Charakter einer Bindung wechselt nicht auf einmal. Er ändert sich allmählich.
Was ist ein Dipol?
Ein Dipol ist ein Paar aus zwei Polen, einem positiven und einem negativen. Er wird als Pfeil gezeichnet, der vom δ+-Atom zum δ−-Atom zeigt. Das Pluszeichen am Pfeilende markiert die positive Seite. Je größer die EN-Differenz, desto länger der Pfeil.
Ein Molekül kann unpolar sein, auch wenn seine Bindungen polar sind. CO2 ist linear, deshalb heben sich seine zwei Dipole auf, und das Molekül ist unpolar. H2O ist gewinkelt, deshalb addieren sich seine Dipole, und das Molekül ist polar. Dieser Simulator zeigt nur Moleküle aus zwei Atomen.
Teste die Polarität in der App Nalukh chem
Ändere die Elektronegativität von zwei Atomen und beobachte den Dipol. Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
- Ändere mit den Schiebereglern Atom A und Atom B im unteren Feld die Elektronegativität der beiden Atome. Das linke Ende jedes Schiebereglers ist 2.0, das rechte Ende 4.0.
- Der Button Dipol schaltet den Pfeil ein und aus. Der Pfeil zeigt zum Atom mit der höheren EN und wird länger, wenn die Differenz wächst.
- Der Button Ladung zeigt die Zeichen δ+ und δ−. Der Button Oberfläche zeigt die Ladung als Farbe: δ− ist rot und δ+ ist blau.
- Der Punkt auf der Linie zwischen Kovalent und Ionenbindung zeigt die Differenz.
- Zieh den Finger im Molekülbereich, um das Molekül zu drehen.
- Drück auf den Button Elektrisches Feld. Links erscheint eine Plus-Platte und rechts eine Minus-Platte. Das Molekül dreht sich von selbst so, dass seine δ−-Seite zur Plus-Platte zeigt. Solange das Feld eingeschaltet ist, kannst du es nicht von Hand drehen.
Aufgaben für den Simulator
- Zieh beide Schieberegler ans linke Ende. Die Differenz ist 0, deshalb verschwinden der Pfeil und die δ-Zeichen, und der Punkt wandert zum Ende Kovalent.
- Zieh Regler A ans linke Ende und Regler B ans rechte Ende. Die Differenz erreicht ihr Maximum von 2.0, der Pfeil ist am längsten, und der Punkt wandert zum Ende Ionenbindung.
- Zieh Regler A nach rechts über Regler B hinaus. Der Pfeil dreht sich zum anderen Atom, und die Zeichen δ+ und δ− tauschen die Plätze.
- Schalte Elektrisches Feld ein und ändere, welcher Wert von A und B höher ist. Das Molekül macht eine halbe Drehung. Bei einer Differenz von 0 dreht sich das Molekül nicht.
Was beeinflusst die Polarität?
- Wasser ist polar, deshalb löst es Stoffe wie Salz und Zucker. Öl ist unpolar, deshalb löst es sich nicht in Wasser.
- Polare Moleküle ziehen sich stark an. Wasser- und Methanmoleküle haben ähnliche Massen, aber Wasser siedet bei 100°C und Methan bei −162°C.
