Die Chemische Bindung - Die Kovalente Bindung

Bildung von Molekülorbitalen durch "Linearkombination von Atomorbitalen"

Bindungsachse zur "Überlappung" gebracht. Sind sie Phasengleich, so ist die Überlappung (S) positiv, die Energie des Molekülorbitals liegt tiefer als die der Atomorbitale, das Molekülorbital ist bindend.

Sind die Atomorbitalphasen verschieden so ist die Überlappung (S) negativ und die Energie des Molekülorbitals höher als die der Atomorbitale. Das Molekülorbital ist antibindend. Werden drei oder mehr Atomorbitale zur Überlappung gebracht, kann die Überlappung (S) gleich null werden, da sich bindende und antibindende Molekülorbitale gegenseitig aufheben.

· Molekülorbitale sind polyzentrisch

· Atomorbitale können zur Überlappung gebracht werden, wenn sie gleiches symetrieverhalten bezüglich der Bindungsachse zeigen und die Energiedifferenz der entsprechenden Atomorbitale der verschiedenen Atome nicht grösser als 14 eV ist.

· Die Linearkombination von n Atomorbitalen ergibt n Molekülorbitale

· Die Elektronen sind im Molekülorbital delokalisiert

· Überlappen Atomorbitale von verschiedenen Atomen, entsteht ein polares Molekül, da jedem Molekülorbital einen eigenen Energieeigenwert besitzt.

Verschiedene Bindungsarten

Wir unterscheiden folgende Bindungsarten welche durch Linearkombination gebildet werden können, anhand ihres Symetrieverhaltens und der Anzahl und der Lage der Knotenflächenin der Bindungsachse:

_ Bindendes Molekülorbital, Rotationssymetrisch, Keine Knotenfläche in der Bindungsachse, Ist Bezüglich Inversion gerade

_* Antibindendes Molekülorbital, Rotationssymetrisch, eine Knotenfläche in der Bindungsachse, Ist Bezüglich Inversion ungerade

_ Bindendes Molekülorbital, antisymetrisch, eine Knotenfläche in der Bindungsachse, Ist Bezüglich Inversion ungerade

_* Antibindendes Molekülorbital, zwei Knotenflächen in der Bindungsachse, Ist

Bezüglich Inversion gerade

_ Bindendes Molekülorbital, zwei zueinander senkrecht stehende Knotenebenen in der Bindungsachse, bezüglich Inversion gerade

_* Antibindendes Molekülorbital mit einer zusätzlichen dritten Knotenfläche senkrecht auf der Bindungsachse, bezüglich Inversion ungerade

Hybridisierung von Atomorbitalen

Hybridisiren ist der Fachausdruck für einen Linearkombination von verschiedenen Atomorbitale eines einzelnen Atoms mit einander. Es kommem verschienene Formen vor, welche aus der Struktur (VSEPA Modell) hergeleitet werden können. Es handelt sich hierbei um ein reines Gedankenmodell. Das Modell ist aber sehr einfach zu Handhaben vor allem in der Organischen Chemie und liefert qualitativ brauchbare Resultate. Es gibt folgende Arten von Orbiatlhybriden

Die Restlichen Atomorbitale welche nicht Hybridisiert werden bilden das _-System, sofern sie nicht in Richtung der Bindungsachse verlaufen. Das _-System ist am interessantesten zu Betrachten. Es sagt am meisten aus über delokalisierte Doppelbindungen, mehr als z.B. das Lewis Model, welches mit seiner Strichformeln _-Elektronen im System (Molekül) lokalisiert. Mit der LCAO Methode können solche _-Systeme welche nicht lokalisiert werden können, besser beschriben werden.

Eine Detailbeschreibung des _-Systems macht nur Sinn, wenn tatsächlich _-Elektronen

vorliegen, welche nicht lokalisiert werden können.

In Konjugierten _-Systemen (Moleküle mit konjugierten Systemen z.B. Benzen) können die Bindungsverhältnisse mittels Hückel-Molekülorbiatlen berechnet werden. Hierzu dient das Porgramm HMO welches auf dem MAC-Application-Server der ZHW abgelegt ist. In Konjugierten Systemen spielt zudem die Resonanzenergie eine wichtige Rolle. Benzen hätte normalerweise eine Bindungsordnung von 1.5, durch die Resonanzenergie, welche Benzen zudem stabilisiert ist sie 1.6

Hückel Molekülorbitale

Es wird angenommen, dass in einem Molekül mit _-System keine Wechselwirkung zwischen _ und _-System auftritt. Dadurch können wir _ und _-Systeme getrennt beobachten. Das _-Gerüst bildet einen Kasten in den die Eigenfunktionen der _-Molekülorbitale genau hineinpassen. Es gelten folgende Regeln:

· Aus n p-Atomorbitalen entstehen n Molekülorbitale.

· Je mehr Knotenflächen ein Molekülorbital hat unso höher ist dessenEnergie.

· Die Lage der Knotenflächen stimmt mit den Symetrieelemten des _-Gerüsts überein.

F:\Zürcher Hochschule Winterthur\Anorganische Chemie\Die Chemische Bindung.doc / David Tobler Seite von 3