Wie unterscheiden sich die versch. Verbindungen?

Wissenschaft Biologie
#1

Hallo liebe Biochemiker,

ich habe ein paar Probleme die unterschiede zwischen verschiedenen Verbindungen zu verstehen.

Ich fange einfach mal an, also die kovalente Atombindung wird durch Elektronenpaarbindungen gekennzeichnet.Z.B. Ein O-Atom und zwei Wasserstoffatome verbinden sich durch zwei Elektronenpaare. Nun zu meiner Frage, warum ist es nicht dazu gekommen, dass sich die Atome durch eine Ionenbindung gebindet haben? Welche Voraussetzungen müssen Atome haben, damit man erkennt welche Bindungen diese eingehen? Ist das Resultat zweier Atome durch Ionenbindung auch ein Molekül? Was ist der Unterschied zwischen Ion-, Atom-, Wasserstoffbrückenbindungen und hydrophoper Wechselwirkungen (van der Waalskräfte)?

Ich blicke da irgendwie nicht durch.

Danke für jede hilfreiche und leicht verständliche Antworten!

#2

Hallo brainmaniac!

Also, wie du schon richtigerweise schriebst, wird die Atombindung durch ein (oder mehrere) Elektronenpaare bewirkt. Du hast dir das so vorzustellen, daß diese Paare jeweils beiden an der Bindung beteiligten Atomen zugehörig sind: Das Paar (oder die Paare) füllen für jedes Atom die Hülle zur stabilen Edelgaskonfiguration auf.
Der Unterschied zur Ionenbindung ist nun der, daß bei dieser das bindende Elektron (bzw. auch mehrere) komplett zum anderen Atom wandert. Dadurch entstehen eben diese Ionen, die sich dann aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft gegenseitig anziehen.

Die Wasserstoffbrücke kommt etwas komplexer zustande: hier liegt auf der einen Seite eine Atombindung zw. einem Wasserstoffatom und einem Molekülrest vor. Das bindende Elektronenpaar wird dabei aufgrund einer stärkeren Tendenz, Elektronen an den Kern anzuziehen, stärker zur Seite des Molekülrests gezogen (allerdings nicht soweit, daß getrennte Ionen entstünden!). Das hat zur Folge, daß an dem Molekülrest eine negative Teilladung entsteht; genauso entsteht am Wasserstoffatom eine positive Teilladung. Und diese positive Teilladung tritt in Wechselwirkung mit anderen Atomen.

Am kompliziertesten ist die van der Waalssche Kraft zu erklären:
es handelt sich hierbei um Anziehungskräfte zw. Teilladungen, die nicht aufgrund einer dauerhaften Ladungsverschiebung wie bei den Wasserstoffbrücken zustande gekommen sind, sondern um Teilladungen, welche sich temporär aus der Elektronenfluktuation des Atoms oder Moleküls ergeben.

Gruß
Peter

#3

Hallo zusammen,

zum Unterschied zwischen Elektronenpaar- und Ionenbindung:

Worin sich die beiden Bindungsarten unterscheiden hat Peter ja schon gut erkärt.
Die Ursache für die unterschiedlichen Bindungen ist die Elektronegativität. Die EN besagt, wie stark ein Stoff (Bindungs-)Elektronen anzieht. Je größer die EN desto särker zieht das Atom die Elektronen an.
Eine Übersicht über die Elektronegativitäten einiger Atome findest du hier: http://www.thomasmusolf.de/fuer_schueler_und_eltern/…
Wenn man wissen möchte, ob sich zwischen zwei Atomen eine Elektronenpaar- oder eine Ionenbindung bildet, kommt es auf den Unterschied der EN an. Wenn man z.B. 2 H-Atome hat, dann ist die EN-differenz 0. Beide Atome „ziehen“ also gleich stark an den Bindungselektronen.
Wenn man aber ein Na- und ein Cl-Atom hat, dann ist die EN-differenz ziemlich groß (3,0-0,9=2,1). Das Cl-atom zieht also so viel stärker an den Elektronen als das Na-Atom, dass die Bindungselektronen komplett zum Cl-atom gezogen werden und dadurch also Ionen entstehen.
Eine grobe Grenze wann sich Ionen bilden und wann nicht ist eine EN-differenz von 1,7. Wenn die Differenz größer ist, bilden sich Ionen, wenn sie kleiner ist liegt eine Elektronenpaarbindung vor.

Hoffe, mein Text ist einigermaßen verständlich.

Grüße,
tiene-biene

#4

Hallo Brainmaniac: Festgehalten wurde bereits dass die Bindungsart von der Differenz der Elektronegativität (EN-Diff.) zwischen den zwei sich bindenden Atomen abhängt. Siehe z.B. EN im VCH-Periodensystem. Bei den zwischenmolekularen Wechselwirkungen werden H-Brückenbind-ungen, Dipol/Dipol-Wechselwirkungen und Van der Waals-Wechsel-wirkungen unterschieden. Die H-Brücken-„Bindung“ basiert auf elektrostatischer Anziehung zwischen polarisierten Molekülen die ein elektropositiv oder elektronegativ geladenes H-Atom aufweisen.Eines (od. beide) der an der H-Brücke beteiligten Moleküle weist ein bis drei freie Elektronenpaare oder Elektronen-freie Orbitale auf. Mit der Bildung von H-Brücken wird Edelgaskonfiguration angestrebt. Kationische H-Brücken (z.B. HF, H2O, NH3, …) bilden sich zwischen Dipol-Molekülen mit elektropositivem H-Atom und elektronegativem Atom. Anionische H-Brücken (z.B. BeH2, AlH3, CuH, ZnH2,…) bilden sich zwischen Dipolmolekülen mit elektronegativerem H-Atom und Dipolmolekülen mit elektropositiverem Atom. Bei grossen Kw.-Molekülen können die H-Brücken-Kräfte so gross sein, dass sich die Verbindungen zersetzen bevor sie schmelzen.
Van der Waals-Wechselwirkungen treten zwischen unpolaren Molekülen (EN-Diff. 0-0,5) wie Kohlenwasserstoffen (CH4, C6H6,…) auf. Van der Waals-Ww. sind elektrostatische Kräfte die auf der Anziehung (+/-) zwischen induzierten Dipolen basieren. Die innerhalb der Orbitale um den Atomkern rotierenden Elektronen können kurzzeitig eine unsymmetrische Ladungsverteilung bewirken. Das Atom (Molekül) wird vorübergehend zum (+/-) Dipol. Benachbarte Atome (Moleküle) werden durch dieses elektrische Feld zu induzierten Dipolen. Reichweite der Van der Waals-Ww.: 0,3-0,6 nm, Bindungsenthalpie: ca. 1-20 kJ/mol.
Das wären meine detaillierten Angaben zum Thema. Gruss. Paul

Hallo liebe Biochemiker,
Ich fange einfach mal an, also die kovalente Atombindung wird
durch Elektronenpaarbindungen gekennzeichnet.Z.B. Ein O-Atom
und zwei Wasserstoffatome verbinden sich durch zwei
Elektronenpaare. Nun zu meiner Frage, warum ist es nicht dazu
gekommen, dass sich die Atome durch eine Ionenbindung gebindet
haben? Welche Voraussetzungen müssen Atome haben, damit man
erkennt welche Bindungen diese eingehen? Ist das Resultat
zweier Atome durch Ionenbindung auch ein Molekül? Was ist der
Unterschied zwischen Ion-, Atom-, Wasserstoffbrückenbindungen
und hydrophoper Wechselwirkungen (van der Waalskräfte)?