Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name __________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

Die Elektronegativität (EN)

 
Entwickelt wurde der Begriff der Elektronegativität von LINUS PAULING, geb. 1901, gest. 1994, Nobelpreis für Chemie 1954, Friedensnobelpreis 1962.

Definition der Elektronegativität: Die EN ist ein Maß für die Anziehungskraft eines Atomkerns in einer Molekülbindung auf bindende Elektronenpaare.

Die Elektronegativität der Hauptgruppenelemente nach PAULING ist in der folgende Tabelle aufgeführt. Dabei zeigt sich, dass die EN innerhalb einer Periode von links nach rechts zunimmt und innerhalb einer Gruppe von oben nach unten abnimmt. Was sind die Ursachen dafür? Geht man von obiger Definition aus, dann ist für die Anziehungskraft eines Atomkerns auf das bindende Elektronenpaar sicher die Kernladung eines der beiden Bindungspartner verantwortlich. Andererseits wird die Wirkung der Kernladung durch die darüber liegenden Elektronenschalen abgeschwächt. 
H
2,1

         
Li
1,0
Be
1,5
B
2,0
C
2,5
N
3,0
O
3,5
F
4,0
Na
0,9
Mg
1,2
Al
1,5
Si
1,8
P
2,1
S
2,5
Cl
3,0
K
0,8
Ca
1,0
Ga
1,6
Ge
1,8
As
2,0
Se
2,4
Br
2,8
Rb
0,8
Sr
1,0
In
1,7
Sn
1,8
Sb
1,9
Te
2,1
I
2,5
Cs
0,7
Ba
0,9
Tl
1,8
Pb
1,8
Bi
1,9
Po
2,0
At
2,2

Die EN-Werte werden maßgeblich von den_________________ und der _____________beeinflusst. Die _______________nehmen im PSE von links nach rechts ______ und von oben nach unten ______. Die _______________ nimmt innerhalb einer Periode  von links nach rechts _______ . Folge: Die _____ ist umso _________, je ______ ein Atom und je  _________ 

seine _____________ ist.

Die EN nimmt also innerhalb einer Periode von links nach rechts ____ und innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ___ .


Die EN wurde aus experimentell ermittelten Stoffdaten von Verbindungen (Schmelz- und Siedepunkte, Dissoziations- und Bindungsenergien und anderen energetischen Werten) ermittelt. Es sind Vergleichswerte, mit deren Hilfe sich abschätzen lässt, wie stark polar eine Bindung ist, wenn man die Elektronegativitätsdifferenz ΔEN bildet. Die Elektronegativitätsdifferenz ist dabei immer eine positive Zahl. Generell gilt: Die EN-Differenz ist proportional der Polarität der Bindung und der Stärke des entstandenen Dipols.

Aus der Polarität einer Bindung ergibt sich die Notwendigkeit, die Spanne zwischen ΔEN=0 (Minimum) und ΔEN=3,7 (Maximum) praktikabel einteilen zu müssen. Vereinfacht kann man folgende (willkürliche) Festlegung treffen: ΔEN<1: kovalente Bindungen (mehr oder weniger polar); 1<ΔEN<2: Übergangsbereich mit kovalenten und ionischen Bindungsanteilen, ΔEN>2: Ionenbindungen.
Arbeitsaufträge:
1. Fülle die leeren Felder in der Tabelle aus.

2. Zeichne die Strukturformeln folgender Moleküle: HF, HCl, HBr, CH4, CO2, NH3, CCl4, CH3Cl in der Lewis-Schreibweise.

3. Berechne die EN-Differenz zwischen den einzelnen Atomen.

4. Charakterisiere anschließend die im Molekül vorliegende Atombindung und teile die Moleküle in drei Gruppen ein.

 

NaCl

AlCl3

PCl3

Cl2

ϑm bzw. ϑb

  = 801 °C

   =183 °C

   =73 °C

= -35 °C

Zustandsform:

           

ΔEN=

           

Bindungs-
charakter

Ionen-
bindung

unpolare Elektronen-paarbindung

 

Lösungen:

 
Arbeitsaufträge:
1. Fülle die leeren Felder in der Tabelle aus.
 

NaCl

AlCl3

PCl3

Cl2

ϑm bzw. ϑb

  = 801 °C

   =183 °C

   =73 °C

= -35 °C

Zustandsform:

  fest fest flüssig gasförmig

ΔEN=

  2,1   1,5   0,9   0

Bindungs-
charakter

Ionen-
bindung

unpolare Elektronenpaarbindung

2. Zeichne die Strukturformeln folgender Moleküle: HF, HCl, HBr, CH4, CO2, NH3, CCl4, CH3Cl in der Lewis-Schreibweise.

H-F H-Cl H-Br

3. Berechne die EN-Differenz zwischen den einzelnen Atomen.

HF: ΔEN =1,9;   HCl: ΔEN =0,9;    HBr: ΔEN =0,7;   CH4: ΔEN =0,4;
CO2:
ΔEN =1,0; NH3: ΔEN =0,9;   CCl4: ΔEN =0,5;   CH3Cl: ΔEN =0,4 bzw. 0,5;

4. Charakterisiere anschließend die im Molekül vorliegende Atombindung und teile die Moleküle in drei Gruppen ein. 

HF: stark polare Atombindung,
HCl: polare Atombindung,
HBr: polare Atombindung, mittelstark,
CH4: schwach polare Atombindung
CO2: polare Atombindung
NH3: polare Atombindung
CCl4: polare Atombindung, mittelstark,
CH3Cl : polare Atombindung, mittelstark,

Einteilung:
Stark polare Atombindung:
HF,
Polare Atombindung:
HCl, HBr, NH3, CO2
schwach polare Atombindung:
CH4, CCl4, CH3Cl

Letzten Endes ist es wohl egal, welche Elektronegativitätswerte man in der Schule verwendet. Die Werte in dieser Tabelle entsprechen weitgehend den ersten von Pauling ermittelten Werten. Inzwischen sind weitere und genauere Methoden in die Erforschung und Ermittlung der EN-Werte eingeflossen, deswegen gibt es auch in anderen Tabellen andere Zahlenwerte. Die Zahlenwerte in dieser Tabelle haben den didaktischen Vorteil, dass man sich die 2. Periode mit den 0,5-Abständen leicht merken kann. Wichtig sind ja vor allem die Halogene und die 2. Periode, etwas auch die V. und VI. Gruppe aus der 3. Periode.

Und wichtig ist die Methode: aus bestimmten Eigenschaften von Elementen, die messbar sind, wird ein Parameter gebildet, der keine Dimension hat, also eine dimensionslose Zahl, die aber sehr wohl etwas ausdrückt, gemessen an den Extremwerten der EN-Werte selbst bzw. an den Extremwerten der EN-Differenzen. Damit lassen sich weitere Eigenschaften über Verbindungen ableiten. Das ist beispielgebendes naturwissenschaftliches Vorgehen!

update am 07.03.2017                                                                                                                                                                            zurück       zur Hauptseite