Hybridorbitale und Begriff 'Per...'

Hallo,

Ich les hier grad in meiner chemiemappe dass z.B Wasser und Ammoniak Hybridorbitale bilden. Wieso das passiert hab ich auch schon ne Vorstellung davon, die Orbitale der atome überlappen sich und deshalb bilden sich Hybridorbitale… Alles schön und gut, nun zu meiner Frage:
Wieso bildet z.B. Schwefelwasserstoff und Phosphin (PH3) keine hybridorbitale? Zuerst dachte ich es könnte etwas mit den Atomradien zu tun haben, so hätte Schwefel einen größeren Atomradius als O und möglicherweise haben da vielleicht die orbitale genug platz um sich nicht zu überlappen… Allerdings hat Fluor keinen besonders größeren Atomradius als Sauerstoff oder Stickstoff und Fluorwasserstoff bildet dennoch keine Hybridorbitale…
Hoffe ich habe allgemein das mit den Hybridorbitalen halbwegs verstanden.

Begriff: „Per…“
Zu meiner zweiten Frage.
H2O2 wird in der Regel Wasserstoffperoxid ausgesprochen… Da frag ich mich wieso es nicht Diwasserstoffdioxid heißt… Mein Chemieleherer hat gesagt diese Bezeichnung für H2O2 wäre eigentlich falsch aber es hat sich eben so ergeben und dass der Begriff „Per…“ eigens definiert ist. Leider wollte er dann nicht näher darauf eingehn. Also er hat gemeint dass er wegen Lehrplan etc unter Zeitdruck steht und den Begriff „Per…“ jetzt nicht behandeln kann. Naja, gelegetnlich erzählt er uns eine halbe Stunde lang geschichten die auch nur entfernt, wenn überhaupt etwas mit dem Stoff das wir durchnehmen etwas zu tun hat. Er hat wohl eine etwas eigensinnige Art seine Prioritäten zu setzen…

Gruß,
Pawn

Hallo!

Ich les hier grad in meiner chemiemappe dass z.B Wasser und
Ammoniak Hybridorbitale bilden. Wieso das passiert hab ich
auch schon ne Vorstellung davon, die Orbitale der atome
überlappen sich und deshalb bilden sich Hybridorbitale… Alles
schön und gut, nun zu meiner Frage:
Wieso bildet z.B. Schwefelwasserstoff und Phosphin (PH3) keine
hybridorbitale? Zuerst dachte ich es könnte etwas mit den
Atomradien zu tun haben, so hätte Schwefel einen größeren
Atomradius als O und möglicherweise haben da vielleicht die
orbitale genug platz um sich nicht zu überlappen… Allerdings
hat Fluor keinen besonders größeren Atomradius als Sauerstoff
oder Stickstoff und Fluorwasserstoff bildet dennoch keine
Hybridorbitale…
Hoffe ich habe allgemein das mit den Hybridorbitalen halbwegs
verstanden.

Mit dem ganzen Orbitalzeugs kenn ich mich auch noch nich so wirklich aus, aber ich täte mal sagen dass bei Schwefelwasserstoff und Phosphin die d- Orbitale noch mit reinspielen…

Begriff: „Per…“
Zu meiner zweiten Frage.
H2O2 wird in der Regel Wasserstoffperoxid ausgesprochen… Da
frag ich mich wieso es nicht Diwasserstoffdioxid heißt… Mein
Chemieleherer hat gesagt diese Bezeichnung für H2O2 wäre
eigentlich falsch aber es hat sich eben so ergeben und dass
der Begriff „Per…“ eigens definiert ist. Leider wollte er
dann nicht näher darauf eingehn.

Also unser Chemielehrer hat uns angedreht dass „per“ viel heißt. Passt ja auch irgendwo auf H2O2, das zerfällt ja in Wasser und Sauerstoff, also muss vorher viel Sauerstoff in der Verbindung gewesen sein (-:

Grüße
Jojo

Hallo!

Mit dem ganzen Orbitalzeugs kenn ich mich auch noch nich so
wirklich aus, aber ich täte mal sagen dass bei
Schwefelwasserstoff und Phosphin die d- Orbitale noch mit
reinspielen…

Weder Schwefel noch Phosphor hat d- Orbitale soweit ich weiß… Die Elektronenkonfiguration ist bei Phosphor 3s²3p³ und bei Schwefel
3s²3p4 da ist meiner Ansicht nach kein d-orbital dabei…

Also unser Chemielehrer hat uns angedreht dass „per“ viel
heißt. Passt ja auch irgendwo auf H2O2, das zerfällt ja in
Wasser und Sauerstoff, also muss vorher viel Sauerstoff in der
Verbindung gewesen sein (-:

Grüße
Jojo

aber es wäre doch genauer und einleuchtender wenn man sagen würde dioxid statt peroxid… hmm außer wenn „per“ immer die verbindung beschreibt bei der man nicht noch mehr z.B. sauerstoff hinzuführen kann… also es gibt ja kein H2O3… genauso wird z.B. kclo3 kaliumchlorat und kclo4 kaliumperchlorat genannt weil es meines wissenes nach kein kclo5 gibt… Also das hab ich jetzt wirklcih komplett aus den Fingern gesaugt. Demnach freue ich mich auf Kritik :smiley:

Hi Pawn.

Hoffe ich habe allgemein das mit den Hybridorbitalen halbwegs
verstanden.

Also mit den Hybridorbitalen ist es nicht so einfach, aber ich versuch’s einfach mal:
Hybridisierung ist eine Modellvorstellung, die von Linus Pauling entwickelt wurde, um die räumliche Struktur (Molekülgeometrie) von Molekülen zu erklären, wenn die durch einfache Kombination von Atomorbitalen erhaltene Lösung in Wirklichkeit nicht stimmt.
Ein Beispiel: Methan. Hier liegen vier völlig gleichwertige C-H-Bindungen vor. In erster Näherung hat C ein s- und drei p-Orbitale zur Bindungsbildung zur Verfügung, d.h. im Methanmolekül würden eigentlich zwei unterschiedliche Bindungslängen zu beobachten sein, dem ist aber wie gesagt nicht so. Daher sagt man, es bilden sich aus einem s- und den drei p-Orbs vier gleichartige sp³-Orbs, die die vier C-H-sigma-Bindungen bilden. Dazu wird erstmal eine Energie zur „Anregung“ benötigt, die jedoch durch die günstige Bindungsbildung weit überkompensiert wird.
Ähnlich bei Wasser. Man beobachtet einen H-O-H Bindungswinkel von 104,5°, obwohl man 90° erwartet hätte, was man durch die sp³-Hybridisierung des Sauerstoffs erklärt (und dem größeren Platzbedarf von freien, ungebundenen Elektronenpaaren am O).
Ich breche hier mal ab… Frag einfach weiter nach, was unklar geblieben ist.

Begriff: „Per…“

Zum Per im Wasserstoffperoxid. Per ist hier nur kurz für „super“.
Das kommt aus dem Griechischen und bedeutet so etwas wie „noch mehr“.
WasserstoffPERoxid ist also Wasserstoff mit „noch mehr Sauerstoff“.
Peroxide enthalten die Atomgruppe -O-O-, was sie meist recht instabil, also reaktiv macht.
Alle Klarheiten beseitigt?
Liebe Grüße,
Grünblatt

Hi Pawn.

Hoffe ich habe allgemein das mit den Hybridorbitalen halbwegs
verstanden.

Also mit den Hybridorbitalen ist es nicht so einfach, aber ich
versuch’s einfach mal:
Hybridisierung ist eine Modellvorstellung, die von Linus
Pauling entwickelt wurde, um die räumliche Struktur
(Molekülgeometrie) von Molekülen zu erklären, wenn die durch
einfache Kombination von Atomorbitalen erhaltene Lösung in
Wirklichkeit nicht stimmt.
Ein Beispiel: Methan. Hier liegen vier völlig gleichwertige
C-H-Bindungen vor. In erster Näherung hat C ein s- und drei
p-Orbitale zur Bindungsbildung zur Verfügung, d.h. im
Methanmolekül würden eigentlich zwei unterschiedliche
Bindungslängen zu beobachten sein, dem ist aber wie gesagt
nicht so. Daher sagt man, es bilden sich aus einem s- und den
drei p-Orbs vier gleichartige sp³-Orbs, die die vier
C-H-sigma-Bindungen bilden. Dazu wird erstmal eine Energie zur
„Anregung“ benötigt, die jedoch durch die günstige
Bindungsbildung weit überkompensiert wird.
Ähnlich bei Wasser. Man beobachtet einen H-O-H Bindungswinkel
von 104,5°, obwohl man 90° erwartet hätte, was man durch die
sp³-Hybridisierung des Sauerstoffs erklärt (und dem größeren
Platzbedarf von freien, ungebundenen Elektronenpaaren am O).
Ich breche hier mal ab… Frag einfach weiter nach, was unklar
geblieben ist.

Hallo Grünblatt
Also eigentlich wurden Hybridorbitale quasi nur erfunden weil man sich die unterschiedliche Raumstruktur von (z.B.) Methan und Schwefelwasserstoff erklären wollte. Jedes Molekül das also ein Tetraeder bildet oder halt Bindungswinkel hat der stark von den 90° abweicht bildet demnach Hybridorbitale… richtig?
Würde sich kein Hybridorbital bilden dann wären laut Orbitaltheorie 2 von den 4 Valenzelektronen des Kohlenstoffes auf dem s-Orbital. Bei Schwefel aber zum Beispiel sind auch 2 der Valenzelektronen auf dem s-Orbital wieso bildet dass also kein Hybridorbital? Ich dachte erst dass könnte etwas damit zu tun haben dass alle p orbitale von mindestens ein SChwefelelektron besetzt sind bei kohlenstoff wäre ja Pz unbesetzt aber dies ist ja auch beim Sauerstoff und Stickstoff der Fall und trotzdem bilden sie Hybridorbitale…
Erklären könnte ich mir das nur wenn ich einfach behaupte dass es einzig und allein an der räumlichen Struktur liegt ob sich HybridOrbs bilden oder nicht und dass es nicht das geringste mit der Elektronenkonfiguration zu tun hat sondern es vollständig von der gemessenen Form des Moleküls abhängt. Demnach hätte man Hybridorbitale willkürlich erfunden damit dass irgendwie mit der Raumstruktur übereinstimmt. Es wäre ja ziemlich schwer ein Tetraeder aus drei Hantelförmigen Orbitalen und einer kugelförmigen zu bilden :smile:

Begriff: „Per…“

Zum Per im Wasserstoffperoxid. Per ist hier nur kurz für
„super“.
Das kommt aus dem Griechischen und bedeutet so etwas wie „noch
mehr“.
WasserstoffPERoxid ist also Wasserstoff mit „noch mehr
Sauerstoff“.
Peroxide enthalten die Atomgruppe -O-O-, was sie meist recht
instabil, also reaktiv macht.
Alle Klarheiten beseitigt?
Liebe Grüße,
Grünblatt

Kann man dann bei einem Stoff der den Begriff Per enthält davon ausgehn dass sich sicherlich nicht „noch noch mehr“ von was auch immer dranhängen kann? Also dass ein Stoff z.B: Wasserstoffperoxid unter keinen Umständen „noch noch mehr“ Sauerstoff aufnehmen könnte bzw. sich ein Molekül aus H und O bilden könnte das noch mehr O enthält…
Und wieso nennt man eigentlich dann z.B. NO2 Nitrit und NO3 Nitrat und nicht Stickstoffperoxid? könnte man zu Nitrat Stickstoffperoxid sagen?

Gruß,
Pawn

Hi Pawn.

Also eigentlich wurden Hybridorbitale quasi nur erfunden weil
man sich die unterschiedliche Raumstruktur von (z.B.) Methan
und Schwefelwasserstoff erklären wollte.

Na ja. Ja. Aber dazu noch folgendes:
Die Orbitale der Atome gehen ja (ausser bei Ein-Elektronen-Systemen natürlich nur durch Näherungen) aus quantenchemischen Berechnungen aus der sog. Schrödinger-Gleichung hervor. Man spricht von den Lösungen der S.-Gl. Die mathematische Beschreibung eines s-Orbs ist also eine Lösung der S.-Gl. Ebenso bei p-Orbs, d- und f-Orbs.
Eine mathematische Kombination dieser Lösungen ist aber wieder eine Lösung dieser Gleichung. So wendet man bei der Berechnung von Hybridorbitalen eine sog. Linearkombination (z.B. von s- und p-Orbs)
an, auch als LCAO bekannt (linear combination of atomic orbitals).
So kann man wie in Methan ein s- mit drei p-Orbs zu vier sp³-Orbs kombinieren (Zahl der eingesetzten Orbs = Zahl der erhaltenen Hybrid-Orbs) und so die Molekülstruktur erklären. Quantenchemisch fundiert.
Dies ist die gängige Theorie, die die Wirklichkeit beschreiben soll.

Jedes Molekül das

also ein Tetraeder bildet oder halt Bindungswinkel hat der
stark von den 90° abweicht bildet demnach Hybridorbitale…
richtig?

Es gibt eine Vielzahl von Kombinationen, die unterschiedliche Strukturen beschreiben. Beispielsweise ist der Kohlenstoff im Ethenmolekül sp²-hybridisiert und man hat einen H-C-H-Bindungswinkel von 120°. Hier ist die Struktur also trigonal planar. Die jeweils unhybridisierten p-Orbs an den beiden Cs bilden dann die pi-Bindung und stehen quasi senkrecht auf der H-C-H-Ebene. Wenn sich aber z.B. freie Elektronenpaare wie am Sauerstoff im Wassermolekel befinden, weichen die Winkel von idealen geometrischen Verhältnissen ab. Es gibt aber noch weitere Hybridorbs. Ein dsp²-hybridisierter Komplex ist z.B. quadratisch planar usw.

Würde sich kein Hybridorbital bilden dann wären laut
Orbitaltheorie 2 von den 4 Valenzelektronen des Kohlenstoffes
auf dem s-Orbital.

Ja. Solche Verbindungen gibts auch, nennt man Carbene; sind instabil.

Bei Schwefel aber zum Beispiel sind auch 2

der Valenzelektronen auf dem s-Orbital wieso bildet dass also
kein Hybridorbital?

Bildet es doch.

Ich dachte erst dass könnte etwas damit zu

tun haben dass alle p orbitale von mindestens ein
SChwefelelektron besetzt sind bei kohlenstoff wäre ja Pz
unbesetzt aber dies ist ja auch beim Sauerstoff und Stickstoff
der Fall und trotzdem bilden sie Hybridorbitale…
Erklären könnte ich mir das nur wenn ich einfach behaupte dass
es einzig und allein an der räumlichen Struktur liegt ob sich
HybridOrbs bilden oder nicht und dass es nicht das geringste
mit der Elektronenkonfiguration zu tun hat sondern es
vollständig von der gemessenen Form des Moleküls abhängt.

Also es ist richtig, wenn man die Struktur kennt, erklärt man sie z.B. mit der Hybridorbitaltheorie. Mit der Elektronenkonfiguration hat das aber schon was zu tun. Wie gesagt. Beim Kohlenstoff mit sp³-Hybridisierung befindet sich der Kohlenstoff nur in einem energetisch angeregten Zustand, nicht im Grundzustand.
Ausserdem bildet der Kohlenstoff eben hauptsächlich vier Bindungen aus, was durch die Elektronenkonfiguration erklärt wird.

Demnach hätte man Hybridorbitale willkürlich erfunden damit
dass irgendwie mit der Raumstruktur übereinstimmt. Es wäre ja
ziemlich schwer ein Tetraeder aus drei Hantelförmigen
Orbitalen und einer kugelförmigen zu bilden :smile:

Willkürlich würde ich nicht gerade sagen (s.o.) aber in erster Näherung… :wink:

Kann man dann bei einem Stoff der den Begriff Per enthält
davon ausgehn dass sich sicherlich nicht „noch noch mehr“ von
was auch immer dranhängen kann? Also dass ein Stoff z.B:
Wasserstoffperoxid unter keinen Umständen „noch noch mehr“
Sauerstoff aufnehmen könnte bzw. sich ein Molekül aus H und O
bilden könnte das noch mehr O enthält…

Von einem Peroxid spricht man dann, wenn das Molekül die Atomgruppe
„-O-O-“ enthält (Lewis-Schreibweise). Das heisst aber nicht, das nicht weiterer Sauerstoff enthalten sein kann.

Und wieso nennt man eigentlich dann z.B. NO2 Nitrit und NO3
Nitrat und nicht Stickstoffperoxid? könnte man zu Nitrat
Stickstoffperoxid sagen?

Nee, denn hier kommt eben diese Atomgruppe -O-O- nicht vor.
Vielmehr sieht Nitrit beispielsweise in Lewis-Schreibweise so aus: O=N-O- (der letzte Strich soll ein Minus sein…).
Wasserstoffperoxid würde man hingegen so schreiben: H-O-O-H.

Vielleicht solltest Du Dir mal ein vernünftiges Chemie-Buch zulegen, um Deinen Wissensdurst ein wenig zu stillen, Dein Lehrer ist dazu scheinbar nicht geeignet :wink:
Ich würde Dir eventuell dazu raten wollen, den Riedel mal in der Bib anzuschauen (E. Riedel, Anorganische Chemie, de Gruyter Verlag).
Grüße,
Grünblatt

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ich hab Chemie in der Schule nie so sehr verstanden, jetzt im Studium brauch ich es dringend und büffle fleißig. Ich hab mir das Buch „Organische Chemie“ von H. Hart et al. gekauft - falls du OC mal brauchst, empfehle ich es dir wärmstens. Ich kapier das Zeug jetzt größtenteils :smile: Und der Rest folgt bis zum Nebenfachvordiplom am 02.06. auch noch :smile:

Grüße,

SuViDu

Hi,
Danke für deine Empfehlung, werde mich danach mal erkundigen.

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