Chemie-Unterricht , 8. Klasse MMG 2009 Erstellen von Valenzstrich- formeln Chemie-Unterricht , 8. Klasse MMG 2009

Thema 3 : Valenzstrichformeln

Tipp : Bergwanderung Das Erstellen von Valenzstrichformeln (VSF) kann man sich als mehrstufige Wanderung auf einen Berg vorstellen, wobei eine Stufe jeweils ein erfolgreiches Abhandeln einer Regel entspricht : Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Stufe 5 Stufe 6

Regeln als Stufen der Wanderung 1. Regel: Formel aufstellen und vorhandene Zahl der Valenzelektronen ermitteln Formel aufstellen und prüfen Gesamtzahl der zur Verfügung stehenden Valenz- elektronen aller Atome ermitteln. Merke : Zahl der VE = Hauptgruppen-Nummer des Atoms Bei Anionen wird die Ladung zur Summe addiert. Bei Kationen wird die Ladung von der Summe subtrahiert. Die Zahl der Elektronenpaare EP = ½ Zahl der VE

Regeln als Stufen der Wanderung 2. Regel: möglichst symmetrische Grundstruktur erstellen Zentralteilchen : Atom mit höchster Wertigkeit Restliche Atome (= Liganden) symmetrisch um das Zentralatom anordnen und mit Einfachbindungen verbinden. Merke : H-Atome sind immer endständig : —H

Regeln als Stufen der Wanderung 3. Regel: Verteilung der VE Sind noch nicht alle EP als Einfachbindungen zwischen dem Zentralatom und den Liganden verbraucht, so werden die restlichen EP wie folgt verteilt : Jeder Ligand erhält die noch notwendige Zahl von VE Die restlichen EP erhält das Zentralatom

Regeln als Stufen der Wanderung 4. Regel: Überprüfung der Edelgaskonfiguration bei allen Atomen Jedes Atom versucht die Edelgaskonfiguration EGK des nächst-stehenden Edelgases zu erreichen 1. Periode : 2 VE 2. Periode : 8 VE Ab 3. Periode : meist 8 VE oder mehr (Oktettüberschreitung nach der Regel 2n2) Besitzt ein Atom zu wenig oder zu viele VE, so wird ein freies EP umgestellt zu einem bindenen EP, so dass eine Doppel- oder gar eine Dreifachbindung entsteht

Regeln als Stufen der Wanderung 4. Regel: Überprüfung der Edelgaskonfiguration bei allen Atomen Besitzt ein Atom zu wenig VE, so wird ein freies EP eines benachbarten Atom zu einem bindenen EP, so dass eine Doppelbindung oder gar eine Dreifach-bindung entsteht Besitzt ein Atom zu viele VE, so wird ein freies EP dieses Atoms so umgestellt, dass zu einem benach-barten Atom eine Doppelbindung oder gar eine Dreifachbindung entsteht

Regeln als Stufen der Wanderung 5. Regel: Auf Formalladungen prüfen Sind alle VE verteilt, wird jedes Atom auf eine Formalladung hin untersucht. Die einem Atom zustehende Zahl von VE entspricht seiner Hauptgruppen-Nummer. Dazu zählt man (für jedes Atom) seine freien EP und die Hälfte der Zahl der bindenen Elektronen. Nun vergleicht man diese Summe mit der Zahl der VE im neutralen Atom (HG-Nummer). Erreicht ein Atom die ihm zustehende Zahl von VE nicht, so tritt eine Formalladung (FL) auf.

Regeln als Stufen der Wanderung 5. Regel: Auf Formalladungen prüfen FL = N(VE) – [ N(freie e-) + ½ • N(bindende e-) ] Bei Elektronenüberschuss (FL < 0) erhält das Atom eine negative Formalladung Ө Bei Elektronenunterschuss (FL > 0) erhält das Atom eine positive Formalladung 

Regeln als Stufen der Wanderung 6. Regel: Abschluss-Prüfung und VSF erstellen Es werden alle Atome kurz auf richtige VE-Zahl und Formalladungen untersucht. Sind gleich viele positive wie negative Formalladungen vorhanden, so ist das Molekül nach außen hin neutral Liegt ein Ungleichgewicht von positiven und negativen FL vor, so wird das Molekül in eine eckige Klammer gesetzt und es erhält eine Gesamtladung als Summe der Formalladungen rechts oben neben der eckigen Klammer.

Beispiel : Wasser Beispiel : Valenzstrichformel von Wasser

Beispiel : Wasser 1. Regel: Formel aufstellen und vorhandene Zahl der Valenzelektronen ermitteln H 2 O H : 1. HG = 1 VE O : 6. HG = 6 VE Summe : 2 x 1 + 6 = 8 VE = 4 EP

Regeln als Stufen der Wanderung 2. Regel: möglichst symmetrische Grundstruktur erstellen O : Wertigkeit II H : Wertigkeit I  O ist das Zentralteilchen  H ist Ligand H — O — H

Regeln als Stufen der Wanderung 3. Regel: Verteilung der VE Für die beiden Einfachbindungen vom O-Atom zu den beiden H-Atomen werden 2 EP benötigt  Es sind noch 2 EP übrig Da aber ein H-Atom nur 2 VE besitzen kann, dürfen die restlichen EP nicht zum H-Atom angeordnet werden  Das O-Atom erhält die übrigen 2 EP __ H — O — H

Regeln als Stufen der Wanderung 4. Regel: Überprüfung der Edelgaskonfiguration bei allen Atomen __ H — O — H H-Atom : 1. Periode = 2 VE  Ist hier bereits erfüllt, also richtig O-Atom : 2. Periode = 8 VE  Ist hier bereits erfüllt, also richtig  die VE sind richtig verteilt worden, die Elektronenanordnung ist richtig !

Regeln als Stufen der Wanderung 5. Regel: Auf Formalladungen prüfen H-Atom : 1 VE (im neutralen Atom) da in 1. HG : Zahl der e- beim H-Atom : 1 Einfachbindung = 1 e-  ein H-Atom erhält keine FL O-Atom : 6 VE (im neutralen Atom) da in 6. HG : Zahl der e- beim O-Atom : 2 x Einfachbindung = 2 e- . 2 x freies EP = 4 e- Summe : 6 e-  das O-Atom erhält keine FL

Regeln als Stufen der Wanderung 6. Regel: Abschluss-Prüfung und VSF erstellen __ H — O — H Jedes Atom besitzt seine notwendige Zahl von VE Kein Atom besitzt eine Formalladung  Valenzstrichformel von Wasser ist richtig