Elektronegativität, polare Bindungen und Dipole
Du erklärst mit der Elektronegativität, warum manche Elektronenpaarbindungen polar sind, und erkennst, wann ein Molekül ein Dipol ist.
Worum es geht
In einem Wasserstoffmolekül H₂ teilen sich zwei gleiche Atome ein Elektronenpaar gerecht. In einem Chlorwasserstoffmolekül HCl zieht das Chloratom das gemeinsame Elektronenpaar stärker zu sich. Ein Maß dafür ist die Elektronegativität (EN).
Elektronegativität
Die Elektronegativität beschreibt, wie stark ein Atom in einer Bindung die gemeinsamen Elektronen anzieht. Linus Pauling entwickelte dafür eine Skala. Einige gerundete Werte (je nach Tabelle leicht abweichend):
| Element | EN |
|---|---|
| F | 4,0 |
| O | 3,4 |
| Cl | 3,2 |
| N | 3,0 |
| C | 2,6 |
| H | 2,2 |
| Na | 0,9 |
Im Periodensystem nimmt die EN nach rechts und nach oben zu. Fluor ist das elektronegativste Element.
Polare und unpolare Bindungen
Entscheidend ist die Differenz ΔEN der beiden Bindungspartner. Als Faustregel gilt:
- ΔEN kleiner als etwa 0,5: unpolare Elektronenpaarbindung (Cl₂, C–H)
- ΔEN zwischen etwa 0,5 und 1,7: polare Elektronenpaarbindung (O–H, H–Cl)
- ΔEN größer als etwa 1,7: überwiegend Ionenbindung (NaCl)
Die Grenzen sind fließend. In einer polaren Bindung trägt das elektronegativere Atom eine negative Teilladung (δ⁻), das andere eine positive Teilladung (δ⁺).
Dipolmoleküle
Ein Molekül mit polaren Bindungen ist nur dann ein Dipol, wenn die Ladungsschwerpunkte nicht zusammenfallen. Das hängt von der Molekülgeometrie ab:
- Wasser (H₂O) ist gewinkelt. Die Teilladungen heben sich nicht auf: Dipol.
- Kohlenstoffdioxid (CO₂) ist linear (O=C=O). Die beiden polaren Bindungen zeigen in entgegengesetzte Richtungen und heben sich auf: kein Dipol.
Folgen
Dipolmoleküle ziehen sich gegenseitig an. Deshalb hat Wasser eine ungewöhnlich hohe Siedetemperatur für ein so kleines Molekül, und deshalb lösen sich polare Stoffe gut in Wasser: „Ähnliches löst sich in Ähnlichem.“ Öl und Wasser mischen sich nicht, weil Öl unpolar ist.
Merksatz
Die Elektronegativität misst, wie stark ein Atom Bindungselektronen anzieht. ΔEN bestimmt die Bindungsart (unpolar, polar, ionisch). Ein Molekül ist nur dann ein Dipol, wenn sich die Teilladungen wegen seiner Form nicht aufheben.
Beispiele
Beispiel 1
- ΔEN = 3,4 − 2,2 = 1,2
- Liegt zwischen 0,5 und 1,7: polare Bindung
- Sauerstoff ist elektronegativer
Ergebnis Polare Bindung, O trägt δ⁻, H trägt δ⁺.
Beispiel 2
- ΔEN(C–H) = 2,6 − 2,2 = 0,4: nahezu unpolar
- Das Molekül ist zudem symmetrisch (tetraedrisch).
Ergebnis Methan ist unpolar, es gibt keinen Dipol.
Aufgaben zum Üben
Berechne ΔEN für Na–Cl und ordne die Bindungsart zu.
Lösung anzeigen
3,2 − 0,9 = 2,3: Ionenbindung.
Warum mischt sich Öl nicht mit Wasser?
Lösung anzeigen
Wasser ist polar, Öl unpolar. Unpolare und polare Stoffe mischen sich schlecht.
Welches Element hat die höchste Elektronegativität?
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Fluor.
Häufige Fehler vermeiden
Kohlenstoffdioxid wird als Dipol bezeichnet, weil es polare Bindungen hat.
Das lineare Molekül ist symmetrisch, die Dipole heben sich auf.
Die Grenzwerte 0,5 und 1,7 werden als exakte Naturgesetze dargestellt.
Es sind Faustregeln, die Übergänge sind fließend.
Hinweis zur Klassenstufe
Die Einordnung in Klasse 9 folgt verbreiteten Lehrplänen. Maßgeblich ist, was deine Lehrkraft für die Arbeit angekündigt hat.