Was ist eine kovalente Bindung?
Eine kovalente Bindung, die auch als Molekülbindung bezeichnet wird, ist eine chemische Bindung, bei der Elektronenpaare zwischen Atomen ausgetauscht werden. Diese Elektronenpaare sind als geteilte Paare oder Bindungspaare bekannt, und das stabile Gleichgewicht von anziehenden und abstoßenden Kräften zwischen Atomen, wenn sie Elektronen teilen, wird als kovalente Bindung bezeichnet.
Kovalente Bindungen treten meist zwischen Nichtmetallen oder zwischen zwei gleichen (oder ähnlichen) Elementen auf. Zwei Atome mit ähnlicher Elektronegativität tauschen kein Elektron aus ihrer äußersten Schale aus; stattdessen teilen sich die Atome Elektronen, so dass ihre Valenzelektronenschale gefüllt ist.
In der organischen Chemie sind kovalente Bindungen viel häufiger als ionische Bindungen. Eine kovalente Bindung entsteht, wenn die gebundenen Atome eine niedrigere Gesamtenergie haben als weit voneinander entfernte Atome. Bei vielen Molekülen ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Elektronen jedem Atom, das Äquivalent einer vollen Außenschale zu erreichen, was einer stabilen elektronischen Konfiguration entspricht.
Ein gutes Beispiel für eine kovalente Bindung ist die Bindung zwischen dem Sauerstoff und dem Wasserstoff in einem Wassermolekül (H2O). Jede der kovalenten Bindungen enthält zwei Elektronen, eines von einem Wasserstoffatom und eines vom Sauerstoffatom. Beide Atome teilen sich die Elektronen.
Beispiele für Verbindungen, die kovalente Bindungen enthalten, sind:
- Methan (CH4)
- Kohlenmonoxid (CO)
- Jodmonobromid (IBr)
- Ammoniak (NH3)
- Wasserstoff (H2)
- Stickstoff (N2)
Durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen, kovalente Verbindungen charakteristische physikalische Eigenschaften, die im Vergleich zu den ionischen Verbindungen niedrigere Schmelzpunkte und elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Was du über kovalente Bindungen wissen musst
- Elektronen in einer kovalenten Bindung werden gleichmäßig zwischen den Atomen geteilt.
- Kovalente Bindungen entstehen zwischen zwei Nichtmetallen.
- Moleküle, die durch kovalente Bindungen gebildet werden, haben einen niedrigen Schmelzpunkt.
- Moleküle, die durch kovalente Bindungen gebildet werden, haben einen niedrigen Siedepunkt.
- Bei Raumtemperatur und normalem atmosphärischen Druck sind kovalent gebundene Moleküle entweder flüssig oder gasförmig.
- Kovalente Bindungen sind leichter zu brechen.
- Die Reaktionskomponenten kovalenter Bindungen sind elektrisch neutral.
- Kovalent gebundene Verbindungen sind unlöslich in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln.
- Kovalent gebundene Verbindungen sind schlechte Leiter.
- Molekulare Reaktionen von kovalent gebundenen Atomen sind vergleichsweise langsam.
- Elektronenorbitale in kovalenten Bindungen überlappen sich.
Was sind ionische Bindungen?
Ionische Bindungen treten auf, wenn ein großer Unterschied in der Elektronegativität zwischen zwei Atomen besteht. Dieser große Unterschied führt dazu, dass das weniger elektronegative Atom ein Elektron verliert und das elektronegativere Atom dieses Elektron gewinnt, wodurch zwei Ionen entstehen. Diese entgegengesetzt geladenen Ionen fühlen sich zueinander hingezogen, und diese elektrostatische Anziehung stellt eine Ionenbindung dar.
Vereinfacht ausgedrückt, entsteht eine Ionenbindung durch die Übertragung von Elektronen von einem Metall auf ein Nichtmetall, um eine volle Valenzschale für beide Atome zu erhalten, z. B. die Bildung von Natriumchlorid. Bei der Verbindung von Natrium (Na) und Chlor (Cl) verlieren die Natriumatome ein Elektron und bilden Kationen (Na+) und die Chloratome gewinnen jeweils ein Elektron und bilden Anionen (Cl-). Diese Ionen werden dann im gleichen Verhältnis zueinander angezogen (1:1), um Natriumchlorid (NaCl) zu bilden.
Bei Ionenbindungen verliert das Metall Elektronen und wird zu einem positiv geladenen Kation, während das Nichtmetall diese Elektronen aufnimmt und zu einem negativ geladenen Anion wird. Diese Übertragung von Elektronen wird als Elektrovalenz bezeichnet.
Ionische Verbindungen leiten Elektrizität in wässrigem oder geschmolzenem Zustand und nicht in festem Zustand. Je nach ihrer Ladung haben ionische Verbindungen einen hohen Schmelzpunkt. Je höher die Ladung, desto stärker sind die Kohäsionskräfte und desto höher ist der Schmelzpunkt. Außerdem sind sie in der Regel wasserlöslich, je stärker die Kohäsionskräfte sind, desto geringer ist die Löslichkeit.
Beispiel für ionische Bindungen und Verbindungen
Was du über ionische Bindungen wissen musst
- Eine ionische Bindung gibt im Wesentlichen ein Elektron an das andere an der Bindung beteiligte Atom ab.
- Ionische Bindungen entstehen zwischen einem Metall und einem Nichtmetall.
- Moleküle, die durch ionische Bindungen entstehen, haben einen hohen Schmelzpunkt.
- Moleküle, die durch ionische Bindungen gebildet werden, haben einen hohen Siedepunkt.
- Bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck sind ionische Verbindungen fest.
- Ionische Bindungen sind schwer zu brechen.
- Die Reaktionskomponenten ionischer Bindungen sind elektrisch geladen.
- Ionisch gebundene Verbindungen sind in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln löslich.
- Ionisch gebundene Verbindungen sind nur schlechte Leiter im festen Zustand, aber sie sind gute Leiter im geschmolzenen Zustand oder in Lösungsform.
- Die Reaktion von ionisch gebundenen Atomen ist vergleichsweise schneller.
- Elektronenorbitale in Ionenbindungen sind getrennt.
Auch zu lesen: Unterschied zwischen kovalenten und Wasserstoffbrückenbindungen
Unterschied zwischen ionischen und kovalenten Bindungen in Tabellenform
| Vergleichsgrundlagen | Kovalente Bindung | IONISCHE BINDUNG |
| Elektronen | In einer kovalenten Bindung werden die Elektronen gleichmäßig zwischen den Atomen verteilt. | Bei einer ionischen Bindung wird im Wesentlichen ein Elektron an das andere an der Bindung beteiligte Atom abgegeben. |
| Vorkommen | Kovalente Bindungen entstehen zwischen zwei Nichtmetallen. | Zwischen einem Metall und einem Nichtmetall bilden sich ionische Bindungen. |
| Schmelzpunkt | Durch kovalente Bindungen gebildete Moleküle haben einen niedrigen Schmelzpunkt. | Moleküle, die durch ionische Bindungen gebildet werden, haben einen hohen Schmelzpunkt. |
| Siedepunkt | Moleküle, die durch kovalente Bindungen gebildet werden, haben einen niedrigen Siedepunkt. | Moleküle, die durch ionische Bindungen gebildet werden, haben einen hohen Siedepunkt. |
| Zustand bei STP | Bei Raumtemperatur und normalem atmosphärischen Druck sind kovalent gebundene Moleküle entweder flüssig oder gasförmig. | Bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck sind ionische Verbindungen Feststoffe. |
| Bruch | Kovalente Bindungen sind leichter zu brechen. | Ionische Bindungen sind schwer zu brechen. |
| Elektrische Ladung | Die Reaktionskomponenten von kovalenten Bindungen sind elektrisch neutral. | Die Reaktionsbestandteile ionischer Bindungen sind elektrisch geladen. |
| Löslichkeit | Kovalent gebundene Verbindungen sind in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln unlöslich. | Verbindungen mit ionischer Bindung sind in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln löslich. |
| Elektrische Leitfähigkeit | Kovalent gebundene Verbindungen sind schlecht leitend. | Verbindungen mit ionischer Bindung sind nur im festen Zustand schlecht leitend, aber im geschmolzenen Zustand oder in Lösung sind sie gut leitend. |
| Reaktivität | Molekulare Reaktionen von kovalent gebundenen Atomen sind vergleichsweise langsam. | Die Reaktion von ionisch gebundenen Atomen ist vergleichsweise schneller. |
| Elektronenorbitale | Elektronenorbitale in kovalenten Bindungen überlappen sich. | Elektronenorbitale in ionischen Bindungen sind getrennt. |
Ähnlichkeiten zwischen kovalenten und ionischen Bindungen
- Sie sind beide primäre Bindungen.
- Bei beiden Bindungsarten sind Valenzelektronen beteiligt
- Beide Arten von Bindungen führen zur Bildung stabiler chemischer Verbindungen
- Die Bildung kovalenter und ionischer Bindungen ist exotherm
- Verbindungen, die sowohl kovalente als auch ionische Verbindungen enthalten, sind nicht formbar.
- Beide Bindungen führen zur Bildung komplexer Strukturen
- Sie sind beide starke Bindungen.