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Lewis-Formel - Erklärung in der Chemie

Moleküle in chemischen Bindungen können gut als Lewis-Formel dargestellt werden. Doch was ist überhaupt diese Lewis-Formel und welche Regeln müssen beachtet werden? Die Erklärung ist ganz einfach.

Video von Galina Schlundt

Was Sie benötigen:

  • Periodensystem

Erklärung und Regeln

  • Bei der Lewis-Formel werden immer die Elektronen der äußersten Schale eines Atoms dargestellt, die potenziell eine Bindung eingehen könnten.
  • Dabei wird die Abkürzung des Elements in die Mitte geschrieben und ungebundene bzw. ungepaarte Elektronen werden als Punkte symmetrisch um dieses Zeichen angeordnet. Eine Erklärung, warum Sie dennoch bei dieser Darstellungsform in der Regel keine Punkte sehen, ist, dass Bindungen und Elektronenpaare normalerweise als Striche dargestellt werden.
  • Bei der ersten Periode, in der nur Wasserstoff und Helium stehen, ist die Valenzschale bereits mit zwei Elektronen komplett gefüllt.
  • In höheren Perioden sind Nichtmetalle bestrebt, eine gefüllte Valenzschale durch Bindungen zu erhalten. Ab der zweiten Periode wären dies acht Elektronen, also acht Punkte oder vier Striche.
  • Besitzt ein Atom unbesetzte d-Orbitale (ab der dritten Periode), kann die Anzahl von acht Außenelektronen in Sonderfällen auch leicht überschritten werden.
  • Elemente der ersten Hauptgruppe, sowie der siebten Hauptgruppe gehen immer nur eine Bindung ein. Elemente der zweiten sowie sechsten Hauptgruppe sind hingegen bestrebt, zwei Bindungen einzugehen. Atome aus der dritten und fünfte Hauptgruppe besitzen in der Regel drei Bindungen zu einem oder mehreren anderen Atomen. Kohlenstoff und andere Elemente der vierten Gruppe gehen vier Bindungen ein.
  • Gerade, wenn mehrere Bindungspartner vorliegen, sind verschiedene Lewis-Formeln denkbar. Hier führen folgende Regeln zu der richtigen Schreibweise.
  • Alle Atome sind bestrebt, die höchstmögliche Anzahl an Bindungen einzugehen, bis die Oktettregel erfüllt ist.
  • Polare Bindungen sind neutralen Bindungen zu bevorzugen. Die Erklärung dafür ist, dass polare Bindungen deutlich energiereicher und damit stabiler sind.
  • Atome versuchen, möglichst weit voneinander entfernt zu sein. Dreieckige Ringanordnungen von Molekülen sind zum Beispiel aufgrund der räumlichen Nähe nicht möglich. Auch eine viereckige Anordnung ist noch äußerst ungünstig und damit unwahrscheinlich.

So stellen Sie die Lewis-Formel von bekannten Molekülen auf

  1. Wenn Sie die Summenformel eines Moleküls bereits kennen, schreiben Sie die einzelnen Atome in der entsprechenden Anzahl auf.
  2. Zeichnen Sie nun die Außenelektronen um die einzelnen Elementzeichen. Hier können Sie im Periodensystem leicht nachsehen, wie viele Außenelektronen die Atome jeweils besitzen.
  3. Nun rechnen Sie aus, wie viele Bindungen jedes Atom eingehen muss oder will.
  4. Setzen Sie nun die Atome so zusammen, dass möglichst alle Atome diese Bindigkeit erreichen. Dabei wird aus zwei Elektronen ein Bindungsstrich.
  5. Haben Sie verschiedene mögliche Anordnungen herausgefunden, so überprüfen Sie, welche Anordnung aus energetischen Gründen oder der räumlichen Struktur am sinnvollsten ist - dies ist in der Regel die richtige Lewis-Formel.
  6. Verbinden Sie nun noch die einzelnen freien Elektronen an den jeweiligen Atomen zu Elektronenpaaren, um die übliche Strichformel zu erhalten.

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