Periodensystem
Elektronenpaarbindung

O2
N2
H2
Sauerstoff
Stickstoff
Wasserstoff
 
Das Gas Sauerstoff ist immer aus zweiatomigen Molekülen aufgebaut. Dieses Phänomen tritt auch bei anderen Gasen auf, so auch beim Stickstoff oder beim Wasserstoff. Ein einfacher Erklärungsversuch benutzt das Schalenmodell:Beträgt die Differenz der Elektronegativität zwischen zwei Nichtmetallen weniger als 1,7, gehen sie eine Elektronenpaarbindung oder Atombindung ein. Dabei werden die Außenelektronen, die Valenzelektronen der äußersten Schale gemeinsam benutzt. Beispiel: Zwei Wasserstoffatome bilden ein Molekül, indem sie ihr einzelnes Außenelektron gemeinsam benutzen. So erreichen sie beide für sich gesehen die Edelgaskonfiguration des Heliums, also zwei Elektronen in einer "gefüllten" Schale:
 
 

 
 
Das gemeinsam benutzte Elektronenpaar wird in der Lewis-Schreibweise durch einen Strich oder durch zwei Punkte dargestellt. Die Strukturformel (H-H) zeigt im Gegensatz zur Summenformel (H2) die Art und Weise wie die Wasserstoff-Atome in einem Molekül miteinander verknüpft sind. Zweiatomige Moleküle bilden beispielsweise Wasserstoff und Stickstoff, sowie die Chalkogene und die Halogene. Zwei Bindungspartner können wie beim Sauerstoff-Molekül auch durch zwei  Elektronenpaarbindungen miteinander verbunden sein. Es handelt sich in diesem Falle um eine Doppelbindung. Bei Dreifachbindungen sind Atome durch drei Elektronenpaarbindungen miteinander verbunden.
 
 

 
 
 
Polare Elektronenpaarbindung
 
Vergleicht man Schwefelwasserstoff  H2S  mit Wasser  H2O , stellt man fest, dass das Schwefelwasserstoff bei Zimmertemperatur gasförmig vorliegt und Wasser flüssig ist. Auch hier wird oft ein einfacher Erklärungsversuch herangezogen: Ist die Differenz der Elektronegativität der Reaktionspartner zwar kleiner als 1,7, aber immer noch relativ hoch, dann zieht der elektronegativere Partner die gemeinsam benutzten Elektronen näher zu sich. Es entsteht eine polare Elektronenpaarbindung:
 
Elektronegativität von Wasserstoff     2,20
Elektronegativität von Sauerstoff        3,44

Differenz                                              1,24
 
 
 
 
 
Polare Moleküle können - wie hier dargestellt - gewinkelt gezeichnet werden. Im Wasser-Molekül beträgt der Bindungswinkel der beiden OH-Bindungen 104,45°. Der rot markierte Keil deutet an, dass das elektronegativere Sauerstoff-Atom im Wasser-Molekül die Bindungselektronen näher zu sich zieht. Dieser Effekt wird auch als induktiver Effekt bezeichnet. Das Sauerstoff-Atom erhält eine negative Ladung, während die Wasserstoffatome eine positive Ladung erhalten. Das Wasser-Molekül ist dadurch polar, was eine Erhöhung der Siedetemperatur bewirkt, wenn man ein ähnliches Molekül wie das H2S-Molekül zum Vergleich heranzieht. Für den Chemiker ist die Polarität, die Ladungsverschiebung in Atomgruppen oder Molekülen, von Bedeutung, wenn er zwei polare Lösungsmittel wie Wasser und Ethanol miteinander vermischen will.
 
 
Copyright: T. Seilnacht