Aufgaben: Elektronenpaarbindung, Dipol und Wasserstoffbrücken

Wasserstoff $\text{H}_2$ und Sauerstoff $\text{O}_2$ sind Moleküle.

1. a) Zeichne die Lewis-Formel von $\text{H}_2$.

1. b) Gib an, wie viele Elektronenpaare bei $\text{H}_2$ die Atome verbinden.

1. c) Erkläre, warum man hier von einer Elektronenpaarbindung spricht.

Ein Kohlenstoff-Atom hat vier Außenelektronen, ein Wasserstoff-Atom eines.

1. a) Gib an, wie viele Wasserstoff-Atome sich mit einem Kohlenstoff-Atom im Methanmolekül verbinden.

1. b) Zeichne die Strukturformel von Methan $\text{CH}_4$.

1. c) Begründe, warum jedes Atom die Edelgaskonfiguration erreicht.

Das Wassermolekül $\text{H}_2\text{O}$ ist gewinkelt gebaut.

1. a) Zeichne die Strukturformel von Wasser mit den freien Elektronenpaaren am Sauerstoff.

1. b) Gib an, wie viele bindende und wie viele nichtbindende Elektronenpaare der Sauerstoff hat.

Im Chlorwasserstoff-Molekül $\text{HCl}$ zieht das Chlor-Atom die Bindungselektronen stärker an als das Wasserstoff-Atom.

1. a) Zeichne die Strukturformel und kennzeichne die Teilladungen $\delta^+$ und $\delta^-$.

1. b) Erkläre, was man unter einer polaren Elektronenpaarbindung versteht.

1. c) Nenne ein Molekül mit unpolarer Bindung und begründe die Wahl.

Sauerstoff $\text{O}_2$ besitzt eine Doppelbindung, Stickstoff $\text{N}_2$ eine Dreifachbindung.

1. a) Zeichne die Lewis-Formeln beider Moleküle.

1. b) Gib an, wie viele Elektronen jedes Atom zur Bindung beiträgt, und erkläre, wie viele bindende Elektronenpaare dadurch jeweils entstehen.

1. c) Begründe, warum diese Bindungen unpolar sind.

Zwischen Wassermolekülen bilden sich Wasserstoffbrückenbindungen.

1. a) Zeichne drei Wassermoleküle so, dass zwei Wasserstoffbrücken sichtbar sind.

1. b) Erkläre, wie eine Wasserstoffbrücke entsteht.

1. c) Begründe, warum Wasser mit $100\ ^\circ\text{C}$ einen viel höheren Siedepunkt hat als Methan mit etwa $-162\ ^\circ\text{C}$.

Kohlenstoffdioxid $\text{CO}_2$ ist linear gebaut, Wasser ist gewinkelt. Beide Moleküle enthalten polare Bindungen.

1. a) Zeichne beide Moleküle mit den Teilladungen.

1. b) Begründe, warum Wasser ein Dipol ist, $\text{CO}_2$ aber nicht.

1. c) Erkläre, warum ein dünner Wasserstrahl von einem geladenen Kunststoffstab abgelenkt wird.

Eis schwimmt auf Wasser. Die Dichte von Eis beträgt etwa $0{,}92\ \text{g/cm}^3$, die von flüssigem Wasser $1{,}00\ \text{g/cm}^3$.

1. a) Erkläre mit Wasserstoffbrücken den Aufbau von Eis.

1. b) Begründe, warum Eis eine geringere Dichte hat.

1. c) Erkläre, was dies für einen zufrierenden See im Winter bedeutet.

Vergleiche Natriumchlorid und Wasser.

1. a) Vergleiche Ionenbindung und Elektronenpaarbindung in Bezug auf beteiligte Teilchen und Art des Zusammenhalts.

1. b) Begründe, warum $\text{NaCl}$ einen Schmelzpunkt von $801\ ^\circ\text{C}$ hat, Wasser aber von $0\ ^\circ\text{C}$.

1. c) Nenne ein weiteres Beispiel für einen Stoff mit Ionenbindung und eines mit Elektronenpaarbindung.