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polare Moleküle und Ionen
 
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jjss



Anmeldungsdatum: 02.04.2010
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: 02. Apr 2010 15:54    Titel: polare Moleküle und Ionen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Was ist der Unterschied zwischen einem Ion und einem polaren Molekül?




Meine Ideen:
Kann jemand einige Beispiele geben?
chefin
Organisator


Anmeldungsdatum: 28.04.2004
Beiträge: 1551
Wohnort: Oberhausen

BeitragVerfasst am: 02. Apr 2010 19:24    Titel: Antworten mit Zitat

Ist im Prinzip ganz einfach: polare Atome haben keine gleichmäßige Abdeckung der äußeren Schale durch die elektronen, weil die die Tendenz haben ab dem 5. Valenzelektron elektronenpaare zu bilden. Das beste Beispiel dazu ist der Sauerstoff: der ha zwei Elektronenpaare und zwei Einzelelekronen. Wird Sauerstoff in ein Molekül eingebunden, sind die Einzelelektronen dem Restmolekül zugewandt, weil die dann Elektronenpaarbindungen mit dem Restmolekül bilden. Durch diese Polarität ist in organischen Verbindungen der Sauerstoff häufig in der funktionellen Gruppe.
Nach außen hin ist das Molekül jedoch ungeladen.
Anders verhält es sich mit den Ionen: Die geben entweder die elektronen der äußeren Schale ab, dann sind sie positiv geladen, weil die Protonenzahl dann entsprechend höher ist (Kationen, die Hauptgruppenelemente I bis III), oder nehmen welche auf, dann sind sie negativ geladen, weil sie dann mehr Elektronen als Protonen haben (Anionen, Die Hauptgruppenelemente V bis VII).
Das wird übrigens über die Oktetregel erklärt.
Ionen gibt es auch im Molekül gebunden, verstärken dann die Reaktionsfreudigkeit des Moleküls.
Jetzt klar?

_________________
Wissen ist Macht, Nichtwissen macht machtlos
PaGe
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.03.2007
Beiträge: 3537
Wohnort: Hannover

BeitragVerfasst am: 03. Apr 2010 13:30    Titel: Antworten mit Zitat

Beim polaren Molekül muss ich dir leider widersprechen.
Zwar ist die Geometrie des Moleküls, wie du sie beschreibst, wirklich entscheidend, aber dazu erst gegen Ende einige Anmerkungen.
Das wichtigste bei polaren Molekülen ist, dass unterschiedliche Atome im Molekül enthalten sind, die eine unterschiedliche Elektronegativität (EN) besitzen, d.h. sie besitzen eine unterschiedliche Anziehungskraft auf Elektronen. Sauerstoffatome haben eine sehr hohe EN und zieht daher Elektronen stark an, Wasserstoffatome eine mittelmäßige EN, weshalb sie die Elektronen nicht so stark anziehen.
In einem Molekül gehen zwei Atome eine oder mehrere Elektronenpaarbindungen ein (auch das führt zum Edelgaszustand, Oktett). Das Atom mit der höheren EN zieht die Elektronen dieser Bindung allerdings stärker an, sodass sie sich nicht in der Mitte zwischen den beiden Atomen, sondern eher auf der Seite des EN-stärkeren Atoms befinden. Die Ladung ist damit ungleichmäßig verteilt. Das EN-stärkere Atom besitzt mehr neg. Ladung als es als Atom besitzen => eine negative Partialladung (Teilladung). Für das andere Atom dementsprechend umgekehrt. Dies gilt im Prinzip immer, jedoch muss der EN-Unterschied mindestens 0,3 betragen, damit wirklich merkliche Partialladungen asgebildet werden.
Nun zur Geometrie:
besitzt unterschiedliche Atome und das Kohlenstoffatom hat eine deutlich geringere EN als das Sauerstoffatom. Zu jedem Sauerstoffatom bildet es zwei Elektronenpaarbindung aus, wobei sich die Bindungselektronen eher beim Sauerstoffatom befinden. Es bilden sich erst einmal Partialladungen. Am Kohlenstoffatom ist die positive Partialladung. Schwieriger ist es mit der negativen Partialladung. Sie liegt kalr bei den Sauerstoffatomen, aber man muss bei der Betrachtung immer schauen, wo die Ladung theoretisch am stärksten ist. Daher muss man den "Schwerpunkt" der Ladung ermitteln. Nun befinden sich links und rechts beim Molekül negative Ladungen, daher sollte man ausgehen, dass in der Mitte die stärkste negative Ladung ist, da das Molekül symmetrisch aufgebaut ist. Gerade dort befindet sich aber die positive Ladung, sodass sich die Teilladungen ausgleichen und das Molekül daher nicht polar ist.
Dasselbe Spiel kann man für das Wassermolekül machen. Auch hier gibt es Partialladungen. Das Sauerstoffatom ist wieder der Ort der negativen Partialladung. Die Wasserstoffatome besitzen eine positive Partialladung. Nun muss man wieder den "Schwerpunkt"/"Mittelpunkt" bestimmen. Der liegt nun genau zwischen den beiden Wasserstoffatomen. Da das Wassermolekül aber nicht linear ist, wie das CO2-Molekül, sondern gewinkelt gebaut ist, ist der Schwerpunkt nicht beim Sauerstoffatom, sondern deutlich darunter. Dies bedeutet, dass sie sich die Teilladungen nicht ausgleichen und damit das Wassermolekül polar ist.

Bei den Ionen hat chefin wieder recht. Auch das kann man auf die EN zurückführen. In der Regel muss der EN-Unterschied größer als 1,7 sein, damit das eine Atom wirklich das Elektron vom anderen Atom komplett entreißen kann.

Wie man sieht: Alles nicht so einfach, wenn man es im Detail betrachtet. Die Betrachtung des Molekülbaus beim polaren Stoff kann man aber häufig erst einmal vernachlässigen. Meist sind Stoffe polar, wenn sie Atome mit unterschiedlicher EN aufweisen.

_________________
Die deutsche Rechtschreibung ist Freeware, du darfst sie kostenlos nutzen. Aber sie ist nicht Open Source, d. h., du darfst sie nicht verändern oder in veränderter Form veröffentlichen.
chefin
Organisator


Anmeldungsdatum: 28.04.2004
Beiträge: 1551
Wohnort: Oberhausen

BeitragVerfasst am: 03. Apr 2010 20:05    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, PaGe, für deine Ergänzungen. Ich wollte es so einfach wie möglich machen und hab deswegen die EN weggelassen. Wie ich die Frage verstanden habe, ging es erst einmal um eine gewisse Grundvorstellung. Aber du hast natürlich Recht.
_________________
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