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Bindung im O2-Molekül

Das Sauerstoff-Atom besitzt im Grundzustand sechs Valenzelektronen. Aufgrund seiner Valenzelektronenkonfiguration von 2s22p4 ist Sauerstoff zweibindig: Im O2-Molekül liegt eine Doppelbindung vor.

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Abb.1
Abb.2

Die Strukturformel für O2 bringt dies zum Ausdruck, spiegelt aber nicht den Radikalcharakter und den Paramagnetismus des Sauerstoffs wieder. Dies wird erklärbar bei Betrachtung des MO-Schemas.

Abb.3
MO-Schema von O2

Durch Linearkombination der 2p-Orbitale entstehen ein bindendes σ- und zwei bindende energetisch entartete π-Molekülorbitale sowie die entsprechenden antibindenden MOs. Diese Orbitale werden mit 2 mal 4, also 8 Elektronen gefüllt. Diese 8 Elektronen besetzen die 3 bindenden MOs mit je zwei Elektronen und die beiden π*-MOs mit jeweils einem Elektron. Es resultiert demnach eine Bindungsordnung von 2. Das O2-Molekül ist also ein Diradikal mit einem Triplett-Grundzustand (Paralleler Spin; O2( 3 g + )). Die Elektronen im 2s-Niveau werden hier nicht betrachtet, da sowohl das daraus resultierende bindende als auch das antibindende σ-MO voll besetzt sind und somit keinen Beitrag zur Bindung leisten.