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Elektronenabstoßungsmodell einfach erklärt

Das Elektronenabstoßungsmodell dient zur Vorhersage von Molekülgeometrien, d. h. man kann bestimmen, in welchem Abstand sich Atome im Molekül um das Zentralatom herum anordnen. Wie das funktioniert, lernen Sie hier.

Die Chemie funktioniert nur, wenn die Molekülgeometrie stimmt.
Die Chemie funktioniert nur, wenn die Molekülgeometrie stimmt. © knipseline / Pixelio

Das Elektronenabstoßungsmodell allgemein

  • Das Elektronenabstoßungsmodell wird auch VSEPR-Konzept genannt (Valence-Shell-Electron-Pair-Repulsion = Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßung). Mit diesem Konzept können Sie Molekülgeometrien vorhersagen.
  • Sie müssen wissen, dass das Pauli-Prinzip (ein Orbital nimmt maximal zwei Elektronen auf) und die Coulombabstoßung von Elektronen die Grundlage dieses Modells sind.

Beim VSEPR-Konzept müssen Sie diese vier Regeln nach folgender Relevanz beachten:

  • Am wichtigsten ist, dass die Liganden (bindende Elektronenpaare) sich mit maximalem Abstand zueinander auf einer Kugelschale um das Zentralatom herum anordnen.
  • Die lone-pairs (freie Elektronenpaare) beanspruchen dabei mehr Raum als bindende Elektronenpaare.
  • Die Doppelbindungen beanspruchen wiederum mehr Raum als Einfachbindungen.
  • Zuletzt müssen Sie wissen und beachten, dass der Raumbedarf von Liganden mit steigender Elektronegativität kleiner wird.

Sie sollten die Anordnung der Liganden im Idealfall (keine lone-pairs, nur Einfachbindungen, gleiche Liganden) kennen:

  • Bei zwei Liganden ist die ideale Anordnung generell linear.
  • Bei drei Liganden ist die ideale Anordnung trigonal-planar, d. h. ein gleichseitiges Dreieck.
  • Bei vier Liganden ist die ideale Anordnung tetraedrisch.
  • Bei fünf Liganden ist die ideale Anordnung trigonal-bipyramidal, d. h. ein doppeltes dreiseitiges Dreieck oder quadratisch-pyramidal. 
  • Bei sechs Liganden ist die ideale Anordnung oktaedrisch.
  • Bei sieben Liganden ist die ideale Anordnung pentagonal-bipyramidal, d. h. ein doppeltes fünfseitiges Dreieck.
  • Am besten können Sie sich das einprägen, wenn Sie diese Gegebenheit einmal für Ihre Unterlagen skizzieren, damit Sie es bildlich vor Augen haben.

Das Vorgehen bei der Bestimmung der Geometrie

Damit Sie die Geometrie eines Moleküls mithilfe des Elektronenabstoßungsmodells bestimmen können, sollten Sie am besten nach folgenden Schritten vorgehen:

  • Überlegen Sie, wie viele Liganden das Molekül besitzt, wobei Sie auch freie Elektronenpaare als Liganden mitzählen sollten.
  • Welche Geometrie ein Molekül mit so vielen Liganden annimmt, entnehmen Sie der Auflistung der Anordnungen im Idealfall einen Abschnitt vorher.
  • Überlegen Sie, welche Positionen die lone-pairs in dieser Anordnung einnehmen. Denken Sie dabei an die Regel 2.
  • Ordnen Sie den Atomen nun Positionen zu. Beachten Sie dabei die Regeln 3 und 4.
  • Welche Form hat Ihr Molekül nun angenommen? Jetzt zählen die lone-pairs übrigens nicht mehr mit, auch das ist wichtig für Sie zu beachten.

Beispiele für das Elektronenabstoßungsmodell

Ein einfaches Beispiel, an dem Sie das Vorgehen aus dem zweiten Abschnitt für sich verständlicher machen können, ist das Wasser-Molekül H2O:

  • Das Wasser-Molekül, das hier als Beispiel dient, besitzt als Liganden zwei H-Atome und zwei lone-pairs, also insgesamt vier Liganden.
  • Vier Liganden bilden einen Tetraeder.
  • In diesem Körper ist die einzige Möglichkeit, dass sich die lone-pairs nebeneinander anordnen, z. B. oben.
  • Da die beiden H-Atome identisch sind, nehmen sie die anderen beiden Plätze (unten) ein, ohne dass Sie Weiteres beachten müssten.

So finden Sie heraus, dass das H2O-Molekül gewinkelt ist, und nicht, wie Sie zuerst bei drei Atomen, sprich zwei Liganden, vermuten könnten, linear.

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