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Tutorial MenueAtombau und Chemische BindungLerneinheit 5 von 11

Chemische Bindung: Hybridisierung

Hybridisierung: Struktur von Methan und Ethan

Methan

Methan hat die Summenformel CH4, aber wie sieht die Struktur von Methan aus? Kohlenstoff hat sechs Elektronen und die Elektronenkonfiguration 1s2 2s2 2px 2py , wie in der folgenden Grafik dargestellt.

Abb.1
Elektronenkonfiguration des C-Atoms

Die vier Wasserstoff-Atome steuern vier Elektronen bei.

Nach der Elektronenkonfiguration im Kohlenstoff-Atom sollte man für Methan eine Anordnung mit unterschiedlichen C-H-Bindungslängen erwarten. In der Realität aber sind alle Bindungen gleich lang und nicht unterscheidbar. Durch Hybridisierung erhält man aus einem doppelt besetzten 2s-Orbital, zwei einfach besetzten 2p-Orbitalen und einem leeren 2p-Orbital vier entartete sp3-Orbitale.

Die vier sp3-Hybridorbitale des Methan-Kohlenstoffs zeigen in die Ecken eines regelmäßigen Tetraeders, damit ergibt sich ein H-C-H-Bindungswinkel von 109,5°. Der tetraedrisch koordinierte Kohlenstoff ist sehr wichtig in der Organischen Chemie. Mit den sp3-Hybridorbitalen überlappen die 1s-Orbitale des Wasserstoffs.

Mouse
Orbitalmodell
3D-Modell

Ethan

Das Ethan-Molekül wird aus zwei sp3-hybridisierten Kohlenstoff-Atomen gebildet. Je ein Hybridorbital jedes Kohlenstoff-Atoms überlappt zu der C-C-Bindung. Die restlichen sechs Hybridorbitale der beiden Kohlenstoff-Atome bilden mit den 1s-Orbitalen der sechs Wasserstoff-Atome die C-H-Bindungen. Die Kohlenstoff-Atome sind tetraedrisch koordiniert.

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Abb.2
Orbitalmodell
Abb.3
3D-Modell
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