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Übungen: Die Atombindung

Zehn Übungen, in denen Elektronen geteilt, Bindungen gespalten und Energien verglichen werden.

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Übungsaufgaben

Zehn interaktive Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln — von AFB I bis AFB III. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei kniffligen Aufgaben helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Mix: Ionen- oder Atombindung?
AFB I

Aus Klasse 9 kennst du die Ionenbindung. Welche Bindungsart liegt in diesen Stoffen vor?

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Ionenbindung (Metall + Nichtmetall)
2Atombindung (nur Nichtmetalle)
Steckt ein Metall drin (Na, Mg, Ca, K), gehen Elektronen über und es entstehen Ionen. Sind alle Bindungspartner Nichtmetalle (H, C, N, Cl …), werden Elektronen geteilt.
Ansatz: Suche in jeder Formel nach einem Metall-Symbol. Metalle stehen im PSE links und in der Mitte.
Überlegung: Nur Nichtmetalle beteiligt → keines gibt Elektronen ab → Atombindung.
A2
Fachbegriffe einsetzen
AFB I

Vervollständige den Merktext zur Atombindung. Zwei Wörter bleiben übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Bei der Atombindung teilen sich zwei ein gemeinsames . Es liegt zwischen den beiden Atomen und wird von beiden angezogen. Der Kernabstand im Energieminimum heißt ; die Energie, die beim Bilden der Bindung frei wird, heißt .

Metallatome geben Elektronen ab und bilden mit Nichtmetallen ein Ionengitter — beides gehört zur Ionenbindung, nicht zur Atombindung.
A3
Stimmt das?
AFB I

Entscheide für jede Aussage über Atombindungen, ob sie stimmt.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Gemeinsam heißt: Jedes Atom gibt ein Elektron in das Paar, und das Paar gehört beiden.
A4
Größere Atome, längere Bindung
AFB II

Die Halogene bilden zweiatomige Moleküle. Ordne jedem Molekül seine Bindungslänge zu.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
In der Gruppe der Halogene nimmt von oben nach unten die Zahl der besetzten Schalen zu (Klasse 9). Größere Atome halten ihre Kerne weiter auseinander — die Bindung wird länger.
Ansatz: Die Halogene stehen in der 7. Hauptgruppe untereinander: F, Cl, Br, I.
Überlegung: Jede Periode weiter unten bringt eine zusätzliche Schale — der Atomradius wächst, also auch der Kernabstand.
A5
Zwei Chloratome nähern sich
AFB II

Zwei einzelne Chloratome kommen sich aus großer Entfernung immer näher. Spiele den Vorgang durch.

Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
    Die Energie-Abstands-Kurve hat bei jedem Molekül dieselbe Form — nur Lage und Tiefe des Minimums unterscheiden sich: Cl₂ hat 199 pm und 242 kJ/mol.
    Ansatz: Denke an die zwei Wirkungen: Anziehung (Kern – fremdes Elektron) und Abstoßung (Kern – Kern).
    Überlegung: Weit weg: nichts. Mittelnah: Anziehung. Zu nah: Abstoßung.
    A6
    Rechenkette: Chlor spalten
    AFB II

    Mix mit der Stoffmenge aus Klasse 9: Zum Spalten von 1 mol Chlormolekülen (Cl₂) in Atome braucht man 242 kJ. In einem Gefäß befinden sich 142 g Chlor; M(Cl) = 35,45 g/mol.

    Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
    1. Stoffmenge der Chlormoleküle, zwei Nachkommastellen mol
    2. Energie zum Spalten aller Moleküle, ganze kJ kJ
    3. Stoffmenge der entstehenden Chloratome, zwei Nachkommastellen mol
    4. Energie, die frei wird, wenn sich alle Atome wieder zu Cl₂ verbinden, ganze kJ kJ
    n(Cl₂) = 142 g : 70,9 g/mol ≈ 2,00 mol. Spalten: 2,00 mol · 242 kJ/mol ≈ 484 kJ, dabei entstehen 4,00 mol Chloratome. Verbinden sie sich wieder zu Cl₂, werden genau dieselben 484 kJ frei.
    Ansatz: M(Cl₂) = 2 · 35,45 g/mol = 70,9 g/mol; n = m : M.
    Rechenweg: n = 142 g : 70,9 g/mol ≈ 2,00 mol; E = 2,00 mol · 242 kJ/mol. Aus jedem Molekül werden zwei Atome.
    A7
    Fehlersuche im Heft
    AFB II

    Ein Mitschüler hat die Bindung im Fluorwasserstoff-Molekül HF beschrieben. Drei Sätze sind falsch.

    In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
    H braucht nur 2 Elektronen (Heliumkonfiguration, erste Schale), alle anderen Nichtmetalle 8. Bei der Atombindung entstehen keine Ionen, und Spalten kostet immer Energie.
    A8
    Trickaufgabe: 8 + 8 = ?
    AFB III

    Im Chlormolekül Cl₂ hat jedes Chloratom 8 Außenelektronen. Wie viele Valenzelektronen besitzt das ganze Molekül tatsächlich?

    Rechne oder zähle selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
    Nicht 16! Jedes Chloratom bringt 7 Valenzelektronen mit, zusammen 14. Das gemeinsame Paar wird beim Oktett-Zählen für beide Atome gezählt — deshalb ergeben 8 + 8 mehr, als tatsächlich da sind.
    Ansatz: Wie viele Valenzelektronen hat ein einzelnes Chloratom (7. Hauptgruppe)?
    Überlegung: Das gemeinsame Paar existiert nur einmal, wird aber beim Oktett beider Atome mitgezählt.
    A9
    Warum gibt es kein He₂?
    AFB III

    Für zwei Heliumatome sinkt die Energie beim Annähern praktisch nicht ab — die Kurve hat kein Energieminimum. Welche Schlüsse sind richtig?

    Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
    Edelgase haben schon Edelgaskonfiguration; es gibt nichts zu teilen, was beiden Atomen nützt. Ohne Energieminimum entsteht kein Molekül — Helium ist einatomig. Das zeigt umgekehrt: Eine Atombindung gibt es nur, wenn die Energie beim Annähern sinkt.
    Ansatz: Eine Bindung entsteht nur dort, wo die Energie ein Minimum hat.
    Überlegung: Welche Elektronenkonfiguration hat Helium schon? Könnte ein gemeinsames Paar daran etwas verbessern?
    A10
    Bindungslänge abschätzen
    AFB III

    Die Bindungslänge im Cl₂ beträgt 199 pm, im Br₂ 228 pm. Jedes Atom trägt etwa die Hälfte zur Bindungslänge bei. Schätze die Bindungslänge im Bromchlorid-Molekül BrCl ab.

    Schiebe den Regler auf deine Schätzung — Pfeiltasten bewegen ihn feiner. Nach dem Prüfen siehst du den Trefferbereich.
    150 pm300 pm
    Cl trägt etwa 199 pm : 2 ≈ 100 pm bei, Br etwa 228 pm : 2 = 114 pm. Summe ≈ 214 pm — gemessen werden 214 pm. Die „halbe Bindungslänge“ heißt Atombindungsradius.
    Ansatz: Halbiere beide Bindungslängen: Das ist der Beitrag je eines Atoms.
    Rechenweg: 199 pm : 2 + 228 pm : 2 = 99,5 pm + 114 pm.