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Molekülgeometrien

Wasser und Kohlenstoffdioxid haben beide drei Atome — und trotzdem ist das eine geknickt und das andere schnurgerade.

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Wolken oder Atome?

Das EPA-Modell liefert die Anordnung der Elektronenpaare. Die Gestalt eines Moleküls beschreibt man aber nur mit der Lage seiner Atome.

  • Anordnung:so liegen alle Elektronenpaarwolken um das Zentralatom — linear, trigonal-planar oder tetraedrisch.
  • Molekülgestalt:so liegen die Atome; freie Elektronenpaare wirken mit, sind aber „unsichtbar“.
  • Ohne freie Paare:Gestalt = Anordnung: linear, trigonal-planar, tetraedrisch.
  • 1 freies Paar (von 4):die drei Atome bilden mit dem Zentralatom eine flache Pyramide — trigonal-pyramidal.
  • 2 freie Paare (von 4):zwei Atome und das Zentralatom bilden einen Knick — gewinkelt.
Die fünf wichtigsten Molekülgestalten
linear2 Wolken, 0 freigewinkelt4 Wolken, 2 freitrigonal-planar3 Wolken, 0 freitrigonal-pyramidal4 Wolken, 1 freitetraedrisch4 Wolken, 0 frei
Zentralatom dunkel, Bindungspartner blau, freie Elektronenpaare als orange Wolken. Die Gestalt beschreibt nur die Lage der Atome.
Merke

Molekülgestalt: Sie ergibt sich allein aus der Lage der Atome — freie Elektronenpaare bestimmen sie mit, gehören aber nicht dazu.

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In drei Schritten zur Gestalt

Mit einem festen Vorgehen lässt sich die Gestalt jedes kleinen Moleküls vorhersagen.

  • 1 · Lewis-Formel:Valenzelektronen zählen, Gerüst bauen, Oktett prüfen.
  • 2 · Wolken zählen:am Zentralatom jede Bindung (auch Doppel- oder Dreifachbindung) als eine Wolke, dazu jedes freie Paar.
  • 3 · Gestalt ablesen:Zahl der Wolken und Zahl der freien Paare zusammen legen die Gestalt fest.

Sortiere die zehn Moleküle nach ihrer Gestalt: Karte anklicken (oder Enter) und dann das passende Fach anklicken — oder die Karte hineinziehen. Mit der Tastatur legen die Zifferntasten 1–5 die gewählte Karte ab, 0 legt sie zurück. Dann „Prüfen“.

Moleküle nach Gestalt sortieren

Halte fest: Moleküle aus verschiedenen Elementen haben dieselbe Gestalt, wenn ihr Zentralatom gleich viele Wolken und gleich viele freie Paare trägt — so wie CH₄ und CCl₄ oder H₂O und H₂S.

Merke

Vorhersage: Lewis-Formel → Wolken am Zentralatom zählen → Gestalt ablesen.

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Allgemeine Hinweise

Tetraedrisch ist nicht pyramidal

NH₃ hat vier Wolken in Tetraeder-Anordnung — als Gestalt zählen aber nur die Atome: eine dreiseitige Pyramide mit N an der Spitze.

Drei Atome, zwei Gestalten

Dreiatomige Moleküle sind linear oder gewinkelt. Entscheidend sind die freien Paare am Zentralatom: CO₂ hat keine, H₂O zwei.

Gleiche Gruppe, gleiche Gestalt

Atome derselben Hauptgruppe bilden gleich gebaute Moleküle: H₂O und H₂S sind gewinkelt, NH₃ und PH₃ trigonal-pyramidal.

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