Elemente und Moleküle, Schulbuch

34 2 DIe CHeMISCHe BINDUNG Wichtige Moleküle und ihre Benennung Die Benennung von Molekülen folgt keiner strengen Systematik. Viele Molekülver- bindungen besitzen historisch bedingte Trivialnamen (Alltagsnamen) und systema- tische Namen werden nur sehr eingeschränkt verwendet. Im Folgenden werden die wichtigsten Moleküle – geordnet nach Verbindungsklassen – vorgestellt und ihre Benennung angeführt. Elemente Bei Nichtmetallen ist der Elementname identisch mit dem Namen des Atoms. Be - steht die Gefahr einer Verwechslung, muss die Bezeichnung „Molekül“ bzw. „Atom“ dem Namen folgen. In den meisten Fällen spricht man allerdings von realen Stoffen in ihrer wirklichen – dh. molekularen – Erscheinungsform. Wasserstoff, die Nichtmetalle der 2. Periode und die Halogene (die Ausnahme „Koh - lenstoff“ wird in Kap. 2.4 ausführlich behandelt) bilden zweiatomige Moleküle (H 2 , O 2 , N 2 , F 2 ). Eine strukturelle Besonderheit, die mit den besprochenen Modellen nicht erklärt werden kann, tritt allerdings bei Sauerstoff auf. Die erwartete Struktur –Doppelbin- dung zwischen den Sauerstoff-Atomen – stimmt mit experimentellen Daten nicht in allen Punkten überein. Jedes Sauerstoff-Atom besitzt nämlich ein ungepaartes Elektron. Verbindungen mit ungepaarten Elektronen nennt man Radikale . Radikale sind besonders reaktionsfreudig. Sauerstoff bezeichnet man auf Grund der beiden ungepaarten Elektronen als Biradikal . Seine Reaktionsfreudigkeit ist damit leicht zu erklären. Ab der 3. Periode wird im elementaren Zustand die Ausbildung von Mehrfachbin- dungen vermieden. Durch Einfachbindungen werden größere Molekülverbände ge- bildet. Beim Schwefel verbinden sich 8 Schwefel-Atome zu einem ringförmigen S 8 - Molekül. Phosphor bildet aus 4 Atomen ein tetraedrisches P 4 -Molekül. Es hat sich allerdings eingebürgert, bei Phosphor und Schwefel zumeist nur das Elementsymbol anzuführen. Wasserstoffverbindungen Diese gehorchen fast immer der Oktettregel. Daher ist das Erstellen dieser Formeln besonders einfach. Die Benennung erfolgt allerdings meist mit Trivialnamen Abb. 34.2). Sauerstoffverbindungen Diese Verbindungsklasse bezeichnet man allgemein als Oxide . Sind bei einem Ele- ment mehrere Oxide möglich, wird die Zahl der Sauerstoff-Atome mit griechischen Vorsilben – mono-, di-, tri- etc. – angegeben. Bei manchen Oxiden des Stickstoffs treten auf Grund der ungeraden Gesamtelektronenanzahl Radikale auf (Abb. 34.3). Sauerstoffsäuren Diese enthalten neben einem Nichtmetall und Sauerstoff noch ein oder mehrere Wasserstoff-Atome. Die H-Atome sind dabei fast immer an die Sauerstoff-Atome gebunden. Bindungen zwischen Sauerstoff-Atomen treten normalerweise nicht auf Abb. 34.4). Elemente H 2 Wasserstoff F 2 Fluor Cl 2 Chlor Br 2 Brom I 2 Iod O 2 Sauerstoff S 8 (S) Schwefel N 2 Stickstoff P 4 (P) Phosphor Wasserstoffverbindungen HCl Hydrogenchlorid wässrige Lösung: Salzsäure H 2 O Wasser NH 3 Ammoniak N 2 H 4 Hydrazin H 2 S Schwefelwasserstoff PH 3 Phosphan CH 4 Methan SiH 4 Silan Oxide SO 2 Schwefeldioxid SO 3 Schwefeltrioxid NO Stickstoffmonoxid NO 2 Stickstoffdioxid N 2 O 4 Distickstofftetroxid N 2 O Distickstoffoxid P 4 O 10 Phosphor(V)-Oxid CO Kohlenstoffmonoxid CO 2 Kohlenstoffdioxid Sauerstoffsäuren H 2 SO 3 Schweflige Säure H 2 SO 4 Schwefelsäure HNO 2 Salpetrige Säure HNO 3 Salpetersäure H 3 PO 4 Phosphorsäure H 2 CO 3 Kohlensäure Abb. 34.1: Moleküle von Elementen (Formel und Name) Abb. 34.2: Moleküle von Wasserstoffverbindungen (Formel und Name) Abb. 34.3: Moleküle von Oxiden (Formel und Name) Abb. 34.4: Moleküle von Sauerstoffsäuren (Formel und Name) ■ 34.1: Such aus Abb.36.1 bis 36.4 diejenigen Moleküle heraus, die Radikale sind! ■ 34.2: Blausäure ist ein Molekül aus H-, C- und N-Atomen. Stell eine mög - liche Strukturformel auf (H- und N-Atome an C-Atom gebunden)! ÜBUNGeN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv