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Valenzstrichformel von Kohlenstoffmonoxid - so ermitteln Sie den korrekten Molekülbau

Schon mancher Schüler hat sich im Chemieunterricht mit dem korrekten Zeichnen einer Valenzstrichformel gequält; vor allem besondere Moleküle - wie beispielsweise Kohlenstoffmonoxid - lassen viele Schüler verzweifeln. Doch wenn das Erstellen der Formel Schritt für Schritt durchgeführt wird, sollte die korrekte Zeichnung kein Problem mehr darstellen.

Valenzstrichformeln berechnen kann anstrengend sein.
Valenzstrichformeln berechnen kann anstrengend sein.

Vorbereitende Rechnung - das Ermitteln der Bindungselektronenzahl von Kohlenstoffmonoxid

  1. Um die Valenzstrichformel  von Kohlenstoffmonoxid korrekt zeichnen zu können, müssen Sie zunächst die korrekte Bindungselektronenzahl des Moleküls ermitteln. Hierfür steht eine einfache Formel zur Verfügung: 2 (Anzahl der H-Atome im Molekül) + 8 (Anzahl der übrigen Atome) - Summe aller Valenzelektronen.
  2. Zunächst schauen Sie sich an, wie viele Wasserstoffatome das Molekül enthält; Kohlenstoffmonoxid besteht jedoch nur aus einem Kohlenstoffatom (C) und einem Sauerstoffatom (O). Tragen Sie deshalb in die erste Klammer die Zahl 0 ein.
  3. Jetzt schauen Sie sich an, wie viele Atome sonst noch im Molekül enthalten sind. Die Verbindung CO enthält, wie beschrieben, nur jeweils ein O und ein C; tragen Sie deshalb in die zweite Klammer eine 2 ein.
  4. Jetzt fehlt noch die Summe der Valenzelektronen; hierunter werden die Außenelektronen verstanden. Um die korrekte Zahl der Elektronen zu ermitteln, reicht ein Blick in das Periodensystem der Elemente: Kohlenstoff befindet sich dort in der vierten Hauptgruppe, weshalb hier vier Valenzelektronen geliefert werden. Sauerstoff hingegen steht in der sechsten Hauptgruppe und liefert somit sechs Elektronen. Tragen Sie also zum Schluss noch 4 + 6 ein.
  5. Die komplett ausgefüllte Formel lautet demnach: 2 (0) + 8 (2) - 4 + 6.
  6. Das Ergebnis lautet: 6. Also müssen Sie in dem Molekül sechs Bindungselektronen einsetzen.

So zeichnen Sie die korrekte Valenzstrichformel 

  1. Nachdem Sie nun wissen, dass im Molekül Kohlenstoffdioxid insgesamt 6 Bindungselektronen verteilt werden müssen. Da jeweils 2 Elektronen gemeinsam ein Bindungselektronenpaar bilden, müssen Sie drei Bindungen im Molekül unterbringen.
  2. Zwischen dem C und dem O müssen Sie also drei waagerechte Verbindungsstriche zeichnen.
  3. Doch damit ist die Zeichnung noch nicht vollständig; jetzt müssen Sie noch die Oktettregel beachten. Diese besagt, dass jedes Atom im Molekül bestrebt ist, acht Außenelektronen zu besitzen.
  4. Wenn Sie jetzt dem Kohlenstoff alle sechs Bindungselektronen zuschreiben würden, kämen Sie auf nur 6 Elektronen. Zwei Elektronen fehlen also. Diese schreiben Sie als senkrechten Strich vor das C. Es handelt sich um ein Elektronenpaar, das nicht an der Bindung beteiligt ist ("freies Elektronenpaar").
  5. Dasselbe können Sie mit dem Sauerstoff machen: Schreiben Sie diesem auch alle sechs Bindungselektronen zu und ergänzen Sie die beiden fehlenden Elektronen mit einem freien Elektronenpaar, das Sie hinter dem O als senkrechten Strich markieren.
  6. Jetzt müssen Sie den Blick etwas enger fassen: Betrachten Sie nur die Elektronen, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu den beiden Atomen stehen. Für den Kohlenstoff stehen drei Bindungselektronen (jeder Bindungspartner erhält bei dieser kovalenten Bindung genau die Hälfte der Bindungselektronen) und zusätzlich die beiden Elektronen aus dem freien Elektronenpaar sowie die bis zur Oktettregel fehlenden Valenzelektronen zur Verfügung. (Sie erinnern sich: C befindet sich in der vierten Hauptgruppe, damit die Oktettregel erfüllt werden kann, fehlen also vier Elektronen.) Insgesamt kommen Sie beim Zusammenzählen auf neun Elektronen.
  7. Allerdings reichen ja für die Oktettregel acht Außenelektronen aus, sodass der Kohlenstoff ein Elektron "übrig" hat. Markieren Sie dies, indem Sie über das C ein Minus schreiben.
  8. Zählen Sie jetzt die Elektronen zusammen, die dem Sauerstoff zur Verfügung stehen. Auch hier liefern die Bindungen drei und das freie Elektronenpaar zwei Elektronen. Zusammen mit den bis zum Oktett fehlenden Elektronen (das sind zwei) kommen Sie beim Zusammenzählen auf 7 Elektronen; dem Sauerstoff "fehlt" also ein Elektron. Kennzeichnen Sie dies, indem Sie ein Plus über den Sauerstoff zeichnen.

Viel Spaß mit der Valenzstrichformel!

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