Elemente, Bindungen und Ladungen

Wissenschaft Chemie
#1

Liebe Chemie-Experten,

ich hoffe, Ihr könnt mir bei meinem kleinen Problem helfen.

Ich suche nach Informationen, was die Elemente typischerweise für Kombinationen von Bindungen und Ionisierungszuständen eingehen bzw annehmen. Zum Beispiel für Stickstoff:

  • N#R (Stickstoff mit einer Dreifachbindung zu irgendetwas anderem)

  • N(-R)(-R)(-R) (Stickstoff mit 3 Einfachbindungen zu irgendetwas anderem)

  • N(=R)(=R)+ (Stickstoff mit 2 Doppelbindungen zu irgendetwas anderem, positiv geladen)

  • N(-R)(-R)(-R)(-R)+ (Stickstoff mit 4 Einfachbindungen zu irgendetwas anderem, positiv geladen)

  • N(=R)- (Stickstoff mit einer Doppelbindung zu irgendetwas anderem, negativ geladen)

  • N(-R)(-R)- (Stickstoff mit 2 Einfachbindungen zu irgendetwas anderem, negativ geladen)

  • N(=R)(-R) (Stickstoff mit einer Doppelbindung und einer Einfachbindung zu irgendetwas anderem)

  • N(#R)(-R)+ (Stickstoff mit einer Dreifachbindung und einer Einfachbindung zu irgendetwas anderem, positiv geladen)

  • N(=R)(-R)(-R)+ (Stickstoff mit einer Doppelbindung und 2 Einfachbindungen zu irgendetwas anderem, positiv geladen)

wobei „R“ einfach irgendein anderes Atom ist (jedes R ist ein eigenes anderes Atom, ich wollte es nicht mit R1, R2 usw noch komplizieren in der Darstellung), „-“ eine Einfachbindung, „=“ eine Doppelbindung und „#“ eine Dreifachbindung, „+“ eine positive Ladung und „-“ wenn nichts mehr danach steht eine negative Ladung, Ladungen immer auf den Stickstoff bezogen. Ich hoffe die Idee wird klar.

Gibt es sowas vielleicht in einem Buch (oder in einer anderen Art und Weise publiziert)? So lange, wie Leute schon Sachen zusammenbrauen, hoffe ich, dass ich nicht der erste bin, der so etwas sucht. Mir ist auch klar, dass sich eventuell nicht alles was zwischen Atomen passiert in das Modell der Art „Atome sind Kugeln und manchmal verbinden wir die mit lustigen Strichen dazwischen“ pressen lässt. Aber einen Grossteil sollte man damit doch abdecken können, oder?

Hintergrund der ganzen Sache: Es soll automatisiert erkannt werden wenn jemand groben Unfug zeichnet.

Vielen Dank für Eure Hilfe.

Gruss
Schorsch

#2

Hallo Schorsch: Beispiele sind HCN (Blausäure), NH3 (Ammoniak),
H2N-NH2 (Hydrazin) etc. Siehe im Holleman-Wiberg für weitere Beispiele. Gruss. Paul

#3

Hallo Paul,

vielen Dank für die Beispiele. Aber Beispiele für die Beschreibungen zu finden, die ich schon habe, ist nicht direkt mein Problem.

Es geht mir viel mehr darum, solche allgemeinen Beschreibungen wie ich sie exemplarisch für Stickstoff gezeigt habe für die anderen Elemente zu finden.

Viele Grüße
Schorsch

#4

Hi

Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, suchst du für jedes Element die typischen Bindungsmöglichkeiten?

Diese Informationen entnimmt man dem Periodensystem! Ich kenne dein Vorwissen nicht, weißt du, was Hauptgruppen sind und was sie dir anzeigen?

Ich könnte natürlich jetzt eine Liste anfertigen, von allen Hauptgruppenelementen, wie viele Bindungen sie eingehen. Das sind - für die gängigsten Reaktionen - so ca. 36 Elemente, die Nebengruppenmetalle nicht eingerechnet.

Vielleicht ein Beispiel. Vereinfacht kann man sagen, dass Kohlenstoff immer nur vier Bindungsarme hat, wo die hinzeigen und auf wie viele Fremdatome sie aufgeteilt sind, ist egal, es sind vier.
Zum Beispiel Methan, ein Kohlenstoff und vier „Ärmchen“ zu jedem der vier Wasserstoffe.
Methanal, ein Kohlenstoff, zwei „Ärmchen“ zu zwei Wasserstoffen und zwei Ärmchen zu EINEM Sauerstoff, also Doppelbindung.

Und so geht das weiter. Für Sauerstoff gilt fast immer, dass er zwei „Bindungsarme“ ausbildet.

Was du auch damit vorhast, es wird ein ambitioniertes Projekt :wink:

Grüße

Karana

#5

Moin,

Hintergrund der ganzen Sache: Es soll automatisiert erkannt
werden wenn jemand groben Unfug zeichnet.

das macht jede halbwegs vernünftige Chemie-CAD-Software schon seit Jahren.

Gandalf

#6

nicht hilfreich
Lieber Gandalf,

leider ist Dein Beitrag absolut nicht hilfreich. Trotzdem vielen Dank für die Zeit, die Du in die Nicht-Beantwortung meiner Frage investiert hast.

Dass es sowas gibt ist mir einigermaßen klar und war wie in meinem ursprünglichen Beitrag geschrieben auch meine Hoffnung. Ich bin mehr daran interessiert, wie das entschieden wird.

Viele Grüße
Schorsch

#7

Hallo liebe Karana,

danke für Deine Antwort. Ja, wie das Periodensystem funktioniert ist mir einigermaßen klar.

Grade dieses „fast immer“, das Du mit Bezug auf Sauerstoff benutzt, ist es, warum ich frage. Das Interessante sind ja gerade die Ausnahmen.

36 Elemente… ich brauche das eher von 1 bis 103 :smile:

Viele Grüße
Schorsch

#8

Moin,

Dass es sowas gibt ist mir einigermaßen klar

das wiederum war mir nicht klar, als ich Deine Frage las.

Ich bin mehr daran interessiert, wie das entschieden wird.

Das wurde ja schon erklärt (Periodensystem), aber vorsicht, es gibt eine Menge Ausnahmen, die lexikalisch implementiert werden müssen.
Dazu wirst Du nicht umhin kommen, Dir ein gutes Buch über Anorganische (Komplex)chemiezu nehmen und durchzuackern.
Ein Vorschlag wäre der Holleman Wiberg

Gandalf

#9

Hallo Gandalf

Dass es sowas gibt ist mir einigermaßen klar

das wiederum war mir nicht klar, als ich Deine Frage las.

Dann habe ich das wohl nicht gut formuliert, Entschuldigung dafür.

Und wie schon in der Antwort zu einem anderen Beitrag gesagt, sind es gerade diese Ausnahmen wegen denen ich frage ob das jemand schonmal gemacht, gesammelt und veröffentlicht hat. Momentan stehe ich manchmal da und frage mich „ja woher soll ich denn wissen was Lawrencium in seiner Freizeit gerne macht?“. Diese Sachen von Hand zusammen zu suchen ist etwas mühsam.

Unabhängig von der Empfehlung hier habe ich den Holleman Wiberg diese Woche bestellt und hoffe er kommt bald.

Viele Grüße
Schorsch

#10

36 Elemente… ich brauche das eher von 1 bis 103 :smile:

Dann hilft dir nur ein Periodensystem mit den möglichen Oxidationszahlen. Besonders für die Nebengruppenelemente (zum Beispiel Mangan) kannst du da so ziemlich jede Oxidationsstufe haben, für Mangan: 1, 2, 3, 4, (5), 6, 7

Das sagt dir noch nichts darüber aus, ob eine Verbindung unmöglich, unwahrscheinlich oder häufig ist.

Denn es gibt Verbindungen, die sehen stabil aus, alles passt rechnerisch, und dennoch fällt alles sofort wieder auseinander.

Wofür brauchst du das, was du da machen willst, eigentlich?

Grüße

Karana

#11

kurze Anmerkung
Hallo Schorsch,

Du mußt nicht gleich teure Bücher kaufen, ein Gang in die Bibliothek tut’s auch. Bezüglich der Wertigkeiten findest Du sehr gute und verständliche Erklärungen im Remy incl der daraus abgeleiteten Nomenklatur. Die Endungen -at, -it, -hypoit und -id sind in der anorganischen Chemie nämlich außerordentlich logisch und leiten sich von den Wertigkeiten ab. Die 15 oder 20 Seiten aus dem Remy kannste auch in einer Bibliothek raus kopieren.

Ansonsten gibt’s Programme bzgl der Bindungen, wie Gandalf bereits erwähnt hat.

Gruß, Steff

#12

Hallo Schorsch,

deine Projektidee ist, falls Du kein Chemiker bist - wovon ich ausgehe - sehr gut und die Fragestellung wird dich zu nichts anderem als der Entwicklung der Chemie führen.

Du bist ja scheinbar auf die Ausnahmen aus: dann müsstest du jeden Monat jede Woche und jeden Tag die aktuellen Publikationen in der chemischen Forschung mitverfolgen und in deine „Molekülgrammatik“ miteinbeziehen. Wir suchen ständig nach neuen möglichen Elementkombinationen, Bindungsarten und Verbindungen. Dabei sehen wir uns die Möglichkeiten von Temperaturen bei 0 K bis hin zu vielen Tausenden Grad oder absoultem Vakuum und tausende Megapascal Druck an. Tagtäglich finden wir neues, und aufgrund der schieren Anzahl von Elementen (weit über hundert oder so zur Zeit) und der Kombinatorik allein kleiner Moleküle sagen wir mit 10 Atomen und den topologischen Möglichkeiten und den unterschiedlichen möglichen Ladungen, bin ich mir fast sicher, dass uns niemals die unbekannten Verbindungen damit auch die Bindungsarten ausgehen werden.

Bisher sind meines Wissens ca 10-20 Millionen organische (C,H,N,O) Verbindungen beschrieben und es gibt insgesammt ca. 0,5 Millionen strukturell charakteriserte (XRD) Verbindungen, damit wären wir gerade einmal bei den Lotto-6er-Kombinationen also 6 aus 49.

Viele Grüße
R