Die Chemie umfasst die Lehre von chemischen Stoffen, ihren Merkmalen und Reaktionsfähigkeiten. Jede Chemikalie setzt sich aus vielen Einzelteilen zusammen – den Atomen. Die Atome verleihen dem Element seine Struktur, zudem sind sie für seine chemischen Eigenschaften verantwortlich. Ein Gebilde von vielen Atomen bezeichnet man als Molekül.
In diesem Artikel soll auf die Begriffe Atom- und Molekülbindung näher eingegangen werden. Zunächst findet eine Definition der Bindungen statt. Anschließend werden die jeweiligen Unterschiede erläutert.
Was ist eine Atombindung?
Durch eine Atombindung bleiben einzelne Atome in einer chemischen Substanz dicht aneinander gereiht. In erster Linie entstehen die Bindungen zwischen Atomen von Stoffen, die keine metallischen Eigenschaften aufweisen. Zwar können sich auch Metalle mit nicht metallischen Elementen verbinden, hier liegt jedoch eine Bindung aus Ionen vor. Eine feste Verkoppelung von zwei oder mehreren Metallen ist rein metallischen Ursprungs. Bindungen von Atomen sind naturgegeben. Für den Prozess werden keine zusätzlichen Einwirkungen von außen gebraucht.
Mithilfe der Elektronen auf den Atomschalen können die Bindungen hergestellt werden. Zwei Elektronenteilchen ziehen jeweils zwei Atome an sich. Auf diese Weise entsteht die kleinstmögliche Atombindung. Deshalb spricht man in dem Zusammenhang von bindenden Elektronenpaaren. Neben der einfachen Bindung sind doppelte beziehungsweise dreifache Atombindungen möglich. Sie lassen sich durch chemische Reaktionen wieder brechen. Dabei wird die Bindung wieder in ihre Einzelteile zerlegt.
Sind Edelgase mit beteiligt, verstärken sie die Atombindung zusätzlich. Darüber hinaus streben viele Atome danach, insgesamt acht Elektronen auf ihrer letzten Schale zu beinhalten. Deshalb fügen sie sich zu entsprechenden Bindungen mit anderen Atomen zusammen. In der Chemie nennt man diese Gegebenheit auch Oktettregel.
Bei polaren Bindungen zwischen Atomen ist die elektrische Anziehung ungleich verteilt. Eins der beteiligten Atome übt eine höhere Kraft auf die beiden Elektronen aus. Wie ausgeprägt die jeweiligen Kräfte sind, lässt sich durch die Elektronennegativität ableiten. Zur Vereinfachung werden Atombindungen oft durch kettenartige Darstellungen veranschaulicht. Man nennt sie Valenzstrichformeln. An ihnen lässt sich genau ablesen, welche Atome miteinander verknüpft sind und wie viele Elektronen dafür benötigt werden.
Was ist eine Molekülbindung?
Ähnlich wie bei Atombindungen gilt die Oktettregel auch im Fall einer Molekülbindung. Allerdings differenziert der Chemiker zwischen gleichartigen und ungleichartigen atomaren Bindungen.
Eine gleichartige Molekülbindung liegt beispielsweise bei Chlor vor. Die chemische Bezeichnung lautet Cl². Sie sagt aus, dass sich zwei Chloratome zu einer Molekülbildung zusammengefunden haben. Die molekulare Bindung von Trinkwasser heißt in Kurzform H₂O: Zwei Wasserstoffatome haben sich mit einem Sauerstoffatom verbunden. Dabei entsteht Wasser in seiner bekannten Form. Im Übrigen sind für Molekülbindungen dreieckige beziehungsweise angewinkelte Anordnungen der Bestandteile charakteristisch.
Einer Molekülbindung begegnet man vorwiegend bei nicht-metallischen Stoffen. Darin besteht eine Parallele zu Atombindungen. Allerdings können sich Edelgase nicht mit Molekülen verbinden. Die Atomschalen eines Edelgases sind bereits vollständig. Deshalb gibt es kein Vorkommen bei Bindungen mit Molekülen. Eine weitere Gemeinsamkeit zu atomaren Verbindungen besteht in der natürlichen Neigung von Molekülen, ihre Atomschalen auf acht Elektronen anzufüllen. Sie finden von selbst zueinander, wobei ihre Elektronen andere Atome anziehen. Daraus geht eine neue Anordnung hervor. Während des Vorgangs werden weitere Chemikalien gebildet.
Was sind die Unterschiede?
In jedem Molekül sind Atome enthalten, aber nicht jedes Atom zählt deshalb zur Gruppe der Moleküle. Durch stabile Atombindungen kommt ein Molekül erst zustande. Atome stellen deshalb die Grundvoraussetzung für Moleküle dar.
Anders als Atome sind Moleküle elektronisch neutral geladen. Überdies muss ein Molekül nicht notwendigerweise eine Verbindung mit einem ‚fremden‘ Stoff eingehen. Ein Beispiel für ein stofflich gleiches Molekül ist der Sauerstoff. Hier liegen ausschließlich zwei verbundene Sauerstoffatome vor. Die Aufteilung zwischen gleichartig und ungleichartig findet bei Atombindungen hingegen nicht statt. Sie ist typisch für eine Molekülbindung.
Während Molekülbindungen dreieckig aussehen, sind Atombindungen gradlinig und werden dementsprechend skizziert. Bei den Valenzstrichformeln kann man die einzelnen Koppelungen zwischen den Elektronen deutlich erkennen. Diese Darstellung funktioniert auch mit einer Molekülbindung. Sie sieht als Skizze oftmals kreuzförmig aus.
Trotz der aufgeführten Unterschiede verhält sich die Atombindung als Synonym zur Molekülbindung. Hinsichtlich der Verteilung aller vorliegenden Atome sind sie teilweise verschieden. Ansonsten liegt derselbe Effekt vor: Durch die Anziehungskraft von negativen Elektronen gruppieren sich die Atome zu einer festgelegten Konstellation. Bezüglich vollständiger Atomschalen gelten die gleichen Regeln. Nur bei Molekülen gibt es keine Edelgasbeteiligungen, da ihre Schalen bereits mit acht Elektronen besetzt sind.
Somit sind Molekülbindungen eine weitere Gruppe von rein atomaren Verbindungen. Beide lassen sich unter dem Sammelbegriff ‚Chemische Bindungen‘ zusammenfassen.
Mein Name ist Anatoli Bauer und ich wohne im Norden an der Nordseeküste in Husum. Ich beschäftige mich leidenschaftlich gerne mit den Naturwissenschaften und interessiere mich vor allem für Physik und alles, was mit dem Weltraum und entfernten Planten zu tun hat.
