Elektronegativität und Polarität von Bindungen

Electronegativity and Bond Polarity

Chemie Klasse 9 9 Aufgaben

ElektronegativitätPolaritätBindungenKerncurriculum

Elektronegativität misst, wie stark ein Atom die gemeinsamen Bindungselektronen anzieht; aus der Differenz der Werte folgt die Polarität einer Bindung — von unpolar über polar bis zur Ionenbindung als Grenzfall. Bindung ist also nicht schwarz-weiß, sondern ein Übergang. Entscheidend ist der zweite Schritt: Ein Molekül mit polaren Bindungen kann als Ganzes unpolar sein, wenn die Bindungspolaritäten sich aus Symmetriegründen aufheben (CO₂ unpolar, H₂O polar). Die Polarität erklärt die Löslichkeit und ist die Voraussetzung für Wasserstoffbrücken.

Voraussetzungen (2)

Molekulare Stoffe und zwischenmolekulare Kräfte

Klasse 9

›

Atombau und Periodensystem – Vertiefung

Klasse 9

›

Ermöglicht (1)

Wasserstoffbrückenbindung und Anomalie des Wassers

Klasse 9

›

Leicht

Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Was beschreibt die Elektronegativität (EN) eines Atoms?

● Wie stark ein Atom in einer chemischen Bindung das gemeinsame Elektronenpaar zu sich zieht.
○ Wie viele Elektronen das Atom abgeben kann.
○ Wie schwer das Atom ist.
○ Wie viele Bindungen das Atom maximal eingehen kann.

EN ist eine relative Größe (Skala nach Pauling von ~0,8 bis 4,0). Hohe EN bedeutet: starkes Anziehen der Bindungselektronen. Spitzenreiter ist Fluor (4,0). Im Periodensystem nimmt die EN von links nach rechts und von unten nach oben zu.

Lückentext #2 12s ▶ Testen

Das Element mit der höchsten Elektronegativität ist ___.

✓ Antwort: Fluor

Fluor (F) hat den Pauling-Wert 4,0. Danach folgen Sauerstoff (3,5) und Stickstoff/Chlor (3,0). Diese vier Elemente sind die "EN-Top-4" und tauchen immer wieder als polarisierende Bindungspartner auf — etwa in HF, H₂O, NH₃, HCl.

Mittel

Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Wie ändert sich die Elektronegativität im Periodensystem?

● Sie nimmt von links nach rechts und von unten nach oben zu.
○ Sie nimmt von oben nach unten zu.
○ Sie ist überall gleich.
○ Sie ist nur bei Metallen definiert.

Innerhalb einer Periode wächst die Kernladungszahl bei gleicher Schalenanzahl — der Kern zieht stärker. Innerhalb einer Gruppe kommen Schalen dazu, die Außenelektronen sind weiter weg und schlechter gebunden. Spitzenwerte daher rechts oben (Fluor), Tiefstwerte links unten (Caesium, Francium).

Multiple Choice #2 25s ▶ Testen

Welche Bindung ist polar?

● H–Cl, weil Cl deutlich elektronegativer ist als H.
○ H–H, weil beide Atome gleich sind.
○ Cl–Cl, weil beide Atome gleich sind.
○ O–O, weil beide Atome gleich sind.

In H–Cl beträgt die EN-Differenz ΔEN ≈ 3,0 – 2,1 = 0,9. Das gemeinsame Elektronenpaar verschiebt sich Richtung Chlor. Es entstehen Teilladungen: Cl⁻^δ (negativ) und H⁺^δ (positiv). In gleichartigen Bindungen wie H–H ist ΔEN = 0 — die Bindung ist unpolar.

Lückentext #3 15s ▶ Testen

Bei einer polaren Atombindung markiert man die unsymmetrische Ladungsverteilung mit ___ (griech. Buchstabe + und −).

✓ Antwort: Teilladungen

Notiert wird das mit δ⁺ und δ⁻ über den Atomen, etwa: H^δ⁺ – Cl^δ⁻. "Teil" deutet an, dass die Verschiebung kleiner ist als bei einer vollständigen Ionenbildung — eine Größenordnung, nicht eine ganze Elektronenladung.

Multiple Choice #4 25s ▶ Testen

Bei welcher EN-Differenz spricht man von einer überwiegend ionischen Bindung?

● ΔEN > ca. 1,7
○ ΔEN > 0,4
○ ΔEN < 0,1
○ ΔEN = 1,0

Daumenregel: ΔEN < 0,5 unpolare Atombindung; 0,5 ≤ ΔEN < 1,7 polare Atombindung; ΔEN ≥ 1,7 ionische Bindung. NaCl hat ΔEN = 3,0 – 0,9 = 2,1 → ionisch. Die Übergänge sind fließend; "polar" und "ionisch" sind die Endpunkte einer Skala.

Multiple Choice #5 15s ▶ Testen

Elektronegativitäten: H 2,2 · C 2,6 · O 3,4 · F 4,0. Welche dieser Bindungen ist am stärksten polar?

○ F–F
● O–H
○ C–H

Wie polar eine Bindung ist, hängt von der Differenz der Elektronegativitäten ab, nicht vom elektronegativsten Atom allein. O–H: ΔEN = 3,4 − 2,2 = 1,2 (stark polar). C–H: ΔEN = 0,4 (fast unpolar). F–F: Fluor ist zwar das elektronegativste Element, aber beide Atome ziehen gleich stark – ΔEN = 0, die Bindung ist unpolar.

Schwer

Multiple Choice #1 30s ▶ Testen

Wann nennt man ein Molekül als Ganzes polar?

● Wenn es polare Bindungen enthält UND deren Dipolmomente sich nicht gegenseitig aufheben.
○ Sobald es überhaupt eine polare Bindung enthält.
○ Wenn es mindestens drei Atome enthält.
○ Wenn es ein Salz ist.

Beispiel CO₂ — beide C=O-Bindungen sind polar, aber das Molekül ist linear, sodass sich die Dipolmomente vektoriell auslöschen. CO₂ ist daher unpolar. H₂O dagegen ist gewinkelt; die O–H-Dipolmomente addieren sich zu einem starken Gesamtdipol — Wasser ist ein typisches polares Molekül.

Wahr / Falsch #2 20s ▶ Testen

H₂O ist ein polares Molekül, CO₂ dagegen nicht — obwohl beide polare Bindungen enthalten.

✓ Wahr

Richtig. Entscheidend ist die Geometrie. H₂O ist gewinkelt (~104,5°), seine Dipolmomente zeigen alle ungefähr in die gleiche Richtung — Gesamtdipol. CO₂ ist linear, die beiden gleichgroßen Dipolmomente zeigen genau in entgegengesetzte Richtungen — sie heben sich auf.