Warum stoßen sich Moleküle ab?

Warum stoßen sich Moleküle ab?

In Molekülen stoßen sich bestimmte Atome oder Gruppen von Atomen gegenseitig ab. Diese Abstoßung ist auf die elektrostatische Wechselwirkung zwischen Elektronen zurückzuführen.

Elektrostatische Abstoßung

Elektronen sind negativ geladene Teilchen, die die Atomkerne umkreisen. Wenn sich negative Ladungen einander nähern, stoßen sie sich aufgrund der elektrostatischen Abstoßung ab. Diese Abstoßungskraft nimmt mit abnehmender Entfernung zwischen den Ladungen zu.

In Molekülen sind die Valenzelektronen, die an der Bildung chemischer Bindungen beteiligt sind, in Elektronenpaaren angeordnet. Diese Elektronenpaare befinden sich in Bereichen hoher Elektronendichte, sogenannten Molekülorbitalen.

Abstoßung zwischen Elektronenpaaren

Die Elektronenpaare in Molekülen stoßen sich aufgrund ihrer negativen Ladungen gegenseitig ab. Diese Abstoßung wird als “Abstoßung zwischen Elektronenpaaren” bezeichnet.

Die Abstoßung zwischen Elektronenpaaren ist umso stärker, je näher sich die Elektronenpaare befinden. Die Stärke der Abstoßung hängt auch von der Anzahl der Elektronenpaare ab. Je mehr Elektronenpaare vorhanden sind, desto größer ist die Abstoßung.

Ausgleich der Abstoßung

Die Abstoßung zwischen Elektronenpaaren wird durch anziehende Kräfte zwischen den Elektronen und den positiven Atomkernen ausgeglichen. Diese anziehenden Kräfte werden als “elektrostatische Anziehung” bezeichnet.

Die elektrostatische Anziehung ist proportional zur Ladungsstärke der Elektronen und der Atomkerne sowie zum Abstand zwischen ihnen.

Stabilisierung der Molekülstruktur

Das Gleichgewicht zwischen der Abstoßung zwischen Elektronenpaaren und der elektrostatischen Anziehung stabilisiert die Molekülstruktur. Die Elektronenpaare ordnen sich so an, dass die Abstoßung minimiert und die Anziehung maximiert wird.

Diese Anordnung der Elektronenpaare bestimmt die Geometrie des Moleküls. Beispielsweise hat ein Wassermolekül eine tetraedrische Geometrie, da die vier Elektronenpaare um das zentrale Sauerstoffatom so angeordnet sind, dass die Abstoßung minimiert wird.