Aufgeklärter Absolutismus und Chemische Bindung: Unterschied zwischen den Seiten

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Unter '''aufgeklärtem Absolutismus''' wird landläufig eine im 18. Jahrhundert außerhalb des französischen Herrschaftsgebiets entstandene Form einer Fürstenherrschaft („[[Absolutismus]]“) verstanden. Impulse der [[Aufklärung]] wurden europaweit von Herrschern aufgenommen, im [[Wikipedia:Russisches Kaiserreich|Russischen Kaiserreich]] ebenso wie in [[Wikipedia:Heiliges Römisches Reich|deutschen Territorien]] insbesondere in den Großmächten [[Wikipedia:Preußen|Preußen]] und der [[Wikipedia:Haus Österreich|österreichischen]] [[Wikipedia:Habsburgermonachie|Habsburgermonarchie]]. Zumindest teilweise versuchte der [[Wikipedia:Hoher Adel|Hohe Adel]] aufklärerische Reformen umzusetzen.
Die '''chemische Bindung''' verbindet [[Atom]]e oder [[Ion]]en zu [[Chemische Verbindung|chemischen Verbindungen]], die [[Energie|energetisch]] stabiler sind als die getrennten Bestandteile. Sie auf der [[Wechselwirkung]] der [[Elektron]]en aus der äußersten [[Elektronenschale]] der an der Bindung beteiligten Atome.


[[Datei:Kaiser Joseph II by Georg Decker.png|miniatur|Kaiser (HRR) Joseph II. von Österreich]]
== Grundlagen ==
[[Datei:Friedrich Zweite Alt.jpg|miniatur|König Friedrich II. von Preußen]]
[[Datei:Antropov Ek Alex.jpg|mini|[[Wikipedia:Katharina II. (Russland)|Katharina als Großfürstin]] (Gemälde von Alexej Antropow, 1760)]]


== Begrifflichkeit ==
Atome bestehen nach heutiger [[naturwissenschaft]]licher Sicht aus einem elektrisch positiv geladenen [[Atomkern]] und einer Hülle aus negativ geladenen [[Elektron]]en. Als Teilchen mit halbzahligen [[Spin]] sind sie nach den Gesetzen der [[Quantentheorie]] sogenannte [[Fermionen]], die dem [[Pauli-Prinzip]] unterliegen, nach dem die Elektronen der Hülle nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen dürfen. Sie können sich daher nicht im untersten, energieärmsten Niveau zusammendrängen, sondern müssen sich auch auf höhere, ausgedehntere und energiereichere [[Elektronenschale]]n bzw. [[Atomorbital]]e verteilen. Sie bedingen dadurch die relativ große räumliche Ausdehnung der Elektronenhülle, die den Atomkern um das 20.000- bis 150.000-fache übertrifft. Die Elektronen der äußersten Schale, der sogenannten [[Valenzschale]], bestimmen die [[Chemie|chemische Eigenschaften]] eines Atoms und seine Stellung im [[Periodensystem der chemischen Elemente]].  
In die wissenschaftliche Terminologie wurde der Begriff des aufgeklärten Absolutismus von [[Wikipedia.Wilhelm Roscher|Wilhelm Roscher]] eingeführt, der in seinen ''Umrissen zur Naturlehre der drei Staatsformen'' von 1847 erstmals zwischen einem frühen ''konfessionellen Absolutismus'' zur Zeit [[Wikipedia:Philipp II. (Spanien)|Philipps II.]] (1527–1598), einem ''höfischen Absolutismus'' [[Wikipedia:Ludwig XIV.|Ludwigs XIV.]] und einem ''aufgeklärten Absolutismus'' [[Wikipedia:Friedrich II. (Preußen)|Friedrichs II.]] unterschied.<ref>Angela Borgstedt: ''Das Zeitalter der Aufklärung'', WBG, Darmstadt 2004, S.&nbsp;21</ref>


Als eine nicht wörtliche französische Entsprechung wird der Begriff ''despotisme éclairé'' verwendet. Dieser findet sich erstmals in den Briefen von [[Wikipeia:Denis Diderot|Denis Diderot]] und wurde unter den [[Physiokratie|Physiokraten]] weiter verbreitet.<ref>Jacques Proust: ''Diderot et l’Encyclopédie.'' Éditions Albin Michel, Paris 1995 ISBN 2-226-07892-4, S.&nbsp;443</ref>
Die Valenzschale erreicht ihren energetisch stabilsten Zustand, wenn sie mit der maximal möglichen Zahl von Elektronen vollständig aufgefüllt ist. Das ist aber nur bei den [[Edelgase]]n der Fall, die entsprechend reaktionsträge sind, da sie ihren stabilsten Zustand bereits erreicht haben. Atome mit unvollständig aufgefüllter Valenzschale können sich dadurch stabilisieren, dass sie solange von ihren Bindungspartnern Elektronen aufnehmen oder an diese abgeben, bis sie eine vollkommen abgeschlossene Außenschale erreicht haben. Die so aneinander gebunden Atome erreichen damit gemeinsam ihren stabilsten, energieärmsten Zustand. Nach der von [[w:Gilbert Newton Lewis|Gilbert Newton Lewis]] und [[w:Walther Kossel|Walther Kossel]] 1916 formulierten '''Edelgasregel''' sind chemische Verbindungen besonders stabil, wenn die daran beteiligten Atome die im [[Periodensystem]] nächstgelegene '''Edelgaskonfiguration''' ausbilden können. Mit Ausnahme des [[Helium]]s haben die Edelgase 8 Außenelektronen. Nach der darauf basierenden '''Oktettregel''' sind Verbindungen besonders stabil, wenn die gebundenen Atome dadurch 8 Elektronen haben und dadurch der Edelgaskonfiguration entsprechen.


Der Begriff des Absolutismus ist in der historischen Forschung umstritten. Während viele Historiker, teilweise mangels Alternativen, am Terminus Absolutismus festhalten, beziehen sich zahlreiche Kritiker am Absolutismus als [[Ära|Epochenbegriff]] unter anderem auf dessen Herrschaftsbezogenheit, die gesellschaftliche, soziale und kulturelle Entwicklungen nur unzureichend erklären kann. Auch die Tatsache, dass eine absolutistische Herrschaft nirgendwo in Reinform verwirklicht wurde, wird als Gegenargument angeführt. Einige Standardwerke sprechen nun vom Zeitalter des „Barock und der Aufklärung“,<ref>Heinz Duchhardt: Barock und Aufklärung (= [[Oldenbourg Grundriss der Geschichte]], Bd. 11), 4., neu bearbeitete und erweiterte Auflage, München 2007, ISBN 978-3-486-49744-1; dagegen Angela Borgstedt: ''Das Zeitalter der Aufklärung'', WBG, Darmstadt 2004</ref>
Um eine chemische Bindung wieder zu spalten, muss eine entsprechende '''Bindungsenergie''' aufgewendet werden, die man meist in [[Joule]] pro [[Mol]] angibt. Die '''Bindungslänge''' ergibt sich aus dem von [[Atomkern]] zu Atomkern gemessene Abstand der aneinander gebundenen Atome. Bei [[kristall]]inen [[Feststoff]]en kann sie experimentell durch [[Kristallstrukturanalyse]] ermittel werden und liegt bei kovalenten Bindungen je nach den beteiligten Atomsorten typischerweise zwischen etwa 75 und 250 [[Pikometer|pm]] (1&nbsp;pm = 10<sup>−12</sup>&nbsp;m). Auf diesem Weg lassen sich auch die '''Bindungswinkel''' zwischen den einzelnen Bindungen eines [[Molekül]]s ermitteln. Bindungslängen und Bindungswinkel bestimmen die [[Molekülgeometrie]], die sich durch entsprechende [[Strukturformel]]n veranschaulichen lässt.


Meist wird der Absolutismus, vor allem außerhalb des aktuellen wissenschaftlichen Diskurses, nach wie vor als eine monarchische Herrschaftsform des 17.&nbsp;bis 19.&nbsp;Jahrhunderts begriffen, in der Fürsten ihre Stellung von Gott ableiteten (Gottesgnadentum) und versuchten, „losgelöst“ von den Gesetzen und den Ständen (Geistlichkeit, Adel und Bürger) zu regieren. Die absolutistischen Fürsten fühlten sich nur Gott und ihrem Gewissen verantwortlich. Auch heute noch findet der Begriff Verwendung, auch wenn immer wieder die in ihm angelegte Widersprüchlichkeit zwischen aufgeklärtem Denken und absolutistischer Herrschaft betont wird.
=== Elektronegativität ===


Wie die Bezeichnung „Absolutismus“ strittig ist, so auch diejenige des „aufgeklärten Absolutismus“.
Eine relatives Maß für die Fähigkeit von Atomen, Elektronen zur Auffüllung ihrer Valenzschale an sich zu ziehen, bietet das 1932 von [[w:Linus Pauling|Linus Pauling]] (1901-1994) eingeführte Konzept der '''Elektronegativität''' (kurz: '''EN'''; Formelzeichen <math>\chi</math>). Atome mit nahezu vollständig gesättigter Valenzschale, wie etwa die [[Halogene]], nehmen sehr leicht Elektronen auf und haben eine entsprechend hohe Elektronegativität. Atome mit nur wenigen Außenelektronen, wie etwa die [[Alkalimetalle]], geben diese leicht an ihre Bindungspartner ab und haben daher eine geringe Elektronegativität.


Der aufklärerische Einfluss bezieht sich im Wesentlichen auf Vorstellungen der [[Frühaufklärung]] und die darin bedeutende [[Naturrecht|naturrechtliche]] Staatslehre. Darin wurde der Regent nicht mehr als von Gott eingesetzter Herrscher und über jedem [[Gesetz]] stehender Souverän verstanden ([[Gottesgnadentum]]), sondern als oberster Repräsentant einer [[Vernunft|vernünftigen]] Staatsordnung, dessen Verpflichtung es ist, dem [[Allgemeinwohl]] zu dienen. Diese Vorstellung basierte auf einem unkündbaren [[Gesellschaftsvertrag]], der den souveränen Herrscher in der Ausübung seiner Macht legitimierte und begrenzte. So bezeichnete sich beispielsweise Friedrich II. von Preußen (König 1740–1786) als der „erste Diener seines Staates“. Aufgeklärte Herrscher strebten (zumindest vorgeblich) an, die [[Judikative]] aus der Hand zu legen, überwachten aber das Geschehen und revidierten verschiedene Urteile der Gerichte.
== Bindungsarten ==
[[Datei:Salze Natriumchloridgitter Kugeln.svg|mini|Das kubische Kristallgitter von Natriumchlorid; die positiven Natriumionen sind grün, die negativen Chloridionen blau dargestellt.]]
[[Datei:Ch4 hybridization.svg|mini|Die 4 bindenden sp<sup>3</sup>-Hybridorbitale von [[w:Methan|Methan]] (CH<sub>4</sub>), durch die 4 Wasserstoffatome kovalent an das zentrale Kohlenstoffatom gebunden sind.]]
[[Datei:Nuvola di elettroni.svg|mini|Ein Metallgitter aus positiv geladenen Atomrümpfen, die von frei beweglichen Elektronen umgeben sind.]]


== Wichtige Vertreter ==
Auf rein [[physisch]]er Ebene entsprechen die drei Grundtypen der chemischen Bindung den [[Tria Principia]] des [[Paracelsus]]<ref>Gutmann/Hengge, S. 3</ref>:
Als wichtigste Vertreter des aufgeklärten Absolutismus gelten Friedrich II. von Preußen, [[Joseph II.]] von Österreich ([[HRR]] Kaiser 1765–1790) und, bedingt durch den Einfluss Josephs und seiner Minister, seine Mutter [[Maria Theresia]] (Erzherzogin 1740–1780) sowie [[Anna Amalia von Braunschweig-Wolfenbüttel]]. Auch die russische Zarin [[Katharina II. (Russland)|Katharina die Große]] (1729–1796) verstand sich als aufgeklärte Herrscherin und bot dissidenten französischen [[Vordenker der Aufklärung|Aufklärern]] wie einigen Enzyklopädisten, so etwa [[Voltaire]]<ref>mit dem er sich jedoch zeitweise überwarf und eines seiner [[Bücherverbrennung|Bücher verbrennen]] ließ</ref> Zuflucht und Veröffentlichungsmöglichkeiten, verschärfte aber gleichzeitig die [[Leibeigenschaft]] und gab dem Adel weitere Privilegien.


Aufgrund der humanitären Verpflichtung führten Herrscher des aufgeklärten Absolutismus verschiedene Reformen durch. Dies geschah unter anderem durch das „[[Allgemeines Landrecht für die Preußischen Staaten|Allgemeine Landrecht]]“ in Preußen und durch das „[[Allgemeines bürgerliches Gesetzbuch|Allgemeine bürgerliche Gesetzbuch]]“ (ABGB) in Österreich. Diese Reformen leiteten den Beginn zur [[Rechtsstaatlichkeit]] sowie die Abkehr von der Willkür ein und betrafen unter anderem Folgendes:
* [[Sal]] entspricht der salzartigen [[#Ionische Bindung|ionischen Bindung]],
* [[Mercurius]] der [[#Metallische Bindung|metallischen Bindung]],
* [[Sulphur]] der [[#Kovalente Bindung|kovalenten Bindung]]


* Gesetze sollten tendenziell für alle gleich und verbindlich gelten
=== Ionische Bindung ===
* Abkehr vom Grundsatz: „[[Cuius regio, eius religio]]“, wonach der Landesherr bestimmt, welcher [[Konfession]] seine Untertanen angehören müssen; Folge: Mehr [[Toleranz]] gegenüber Angehörigen anderer Konfessionen, zum Teil auch Religionen (erste Ansätze einer [[Judenemanzipation]])
* teilweise Gewährung [[Meinungsfreiheit|freier Meinungsäußerung]] und Aufhebung der Zensur; Folge: Entstehen von Ansätzen einer kritischen [[Öffentlichkeit]]
* Ansätze zur Abschaffung der [[Folter]] und entwürdigender Strafen sowie eine Humanisierung des Strafvollzugs
* Aufweichen der Leibeigenschaft
* Ende der [[Wikipedia:Hexenprozesse|Hexenprozesse]]
* weiterer Ausbau des [[Wikipedia:Bematentum|Beamtentum]]s
* Einführung bzw. Bestätigung der [[Wikipedia:Schulpflicht|Schulpflicht]] (Preußen 1717/1763, Österreich 1774).


Die aufgeklärten Herrscher ließen jedoch keine politische Mitbestimmung ihrer [[Wikipedia:Untertan|Untertan]]en in dem Sinne zu, dass diese etwas politisch gegen den Willen des Monarchen hätten erzwingen können. Auch waren die Reformen in den meisten Fällen sehr begrenzt oder nicht erfolgreich. Generell zeigt sich in ihrer Umsetzung immer wieder die schon im Begriff des aufgeklärten Absolutismus angelegte Widersprüchlichkeit.
Die '''ionische Bindung''' (auch: '''Ionenbindung''') entsteht zwischen [[Chemische Elemente|chemischen Elementen]], deren Atome sich stark in ihrer [[#Elektronegativität|Elektronegativität]] unterscheiden. Das Atom mit der geringeren Elektronegativität gibt dadurch sehr leicht seine Außenelektronen an das elektronegativere Atom ab und wird dadurch wegen der nun überwiegenden Kernladung zu einem ein- oder mehrfach positiv geladenen [[Kation]]. Im Gegenzug erhält das elektronegativere Atom eine negative Überschussladung und wird dadurch in gleichem Maß zu einem negativ geladenen [[Anion]]. Die gegensätzlich geladenen [[Ion]]en werden durch die [[Elektrostatik|elektrostatische Anziehung]] fest aneinander gebunden und fügen sich in ein regelmäßig geordnetes [[Kristallgitter]] ein. Dadurch entstehen [[Salze|salzartige]], meist schwer schmelzbare [[Feststoffe]], die die Grundlage der [[Mineralwelt]] bilden. Ein typisches Beispiel ist das aus [[Natrium]] und [[Chlor]] gebildete [[Natriumchlorid]] (NaCl), das als [[Kochsalz]] wohlbekannt ist.


=== Friedrich II. ===
=== Kovalente Bindung ===
Friedrich II. von Preußen galt damals als „Prototyp“ des aufgeklärten Monarchen.<ref>Borgstedt 2004, S.&nbsp;18</ref> Der preußische König hatte ein relativ klar ausgeformtes aufklärerisches Selbstbild, welches sich vor allem in den sog. „Rheinsberger Jahren“ zwischen seiner Hochzeit und seiner Thronbesteigung ausprägte. In dieser Zeit wird ein Einfluss insbesondere durch [[Wikipedia:Christian Wolff (Philosoph)|Christian Wolff]], [[Wikipedia:Samuel von Pufendorf|Samuel von Pufendorf]] und [[Wikipedia:Christian Thomasius|Christian Thomasius]] sowie den kontinuierlichen Kontakt mit Voltaire gesehen.<ref>Reinalter, Helmut (Hrsg.): ''Lexikon zum Aufgeklärten Absolutismus in Europa. Herrscher – Denker – Sachbegriffe.'' Böhlau, Wien 2005 S.&nbsp;76</ref> Seine Haltung drückte sich unter anderem in seiner toleranten Religionspolitik aus.


In seiner Regierungszeit von 1740 bis 1786 initiierte Friedrich II. eine ganze Reihe von Reformen, die von aufklärerischem Denken zumindest beeinflusst waren. In diesem Zusammenhang sind die Reformen des Justizwesens hervorzuheben. Noch im Jahr des Amtsantritts wurde die Folter weitgehend abgeschafft und Einschränkungen bei der Anwendung der Todesstrafe vorgenommen. In der Rechtsprechung wurde eine Proportionalität von Verbrechen und Strafen angestrebt und der Strafvollzug sollte humanisiert werden. Erste Reformen betrafen eine Neuordnung der Prozessordnung, die die Verschleppung von Verfahren verhindern sollte. Auch manifestierten sich die Reformbemühungen im Justizwesen im nach dem Tod Friedrichs veröffentlichten Allgemeinen Landrecht für die Preußischen Staaten. Im Bildungsbereich wurde die allgemeine Schulpflicht eingeführt, die sich allerdings nach Friedrichs Vorstellungen vor allem auf den Adel bezog. Die übrigen Untertanen sollten zwar Lesen und Schreiben lernen, aber „nicht zu viel wissen“.<ref>Günter Birtsch: ''Friedrich der Große und die Aufklärung''1987, In: Oswald Hauser (Hrsg.): ''Friedrich der Große in seiner Zeit'' Böhlau, Köln, S.&nbsp;31-46, S.&nbsp;42</ref>
Die '''kovalente Bindung''' (auch '''Atombindung''' oder '''Elektronenpaarbindung'''), wie sie vor allem für [[organische Verbindung]]en typisch ist, entsteht zwischen Atomen mit gleicher oder vergleichbarer Elektronegativität. Eine Ionenbindung kann in diesem Fall nicht entstehen, statt dessen teilen die beteiligten Atome ein oder mehrere bindende Elektronenpaare und bilden ein gemeinsames bindendes '''Molekülorbital''' aus. Die Atome werden dadurch zu einem [[Molekül]] verbunden. So verwandelt sich etwa der hochreaktive atomare [[Wasserstoff]] (H), der z.B. durch die Reaktion unedeler [[Metalle]] mit [[Säuren]] entsteht, praktisch augenblicklich in das wesentlich stabilere Wasserstoffmolekül (H<sub>2</sub>) um. Auch [[Stickstoff]] (N) und [[Sauerstoff]] (O) kommen in der [[Luft]] niemals in atomarer, sondern stets nur in molekularer Form vor, d.h. als N<sub>2</sub> bzw. O<sub>2</sub>.


Wenig Fortschritt fand sich hingegen in der Agrarpolitik, wo der König zwar die [[Wikipedia:Erbuntertänigkeit|Erbuntertänigkeit]] als „widerwärtige Einrichtung“ bezeichnete, sie aber dennoch nicht aufhob. Auch die Außenpolitik Friedrichs mit seiner Großmachtpolitik, die sich unter anderem in den drei [[Wikipedia:Schlesische Kriege|Schlesischen Kriegen]] (siehe auch [[Wikipedia:Siebenjähriger Krieg|Siebenjähriger Krieg]]) manifestierte, widersprach aufgeklärten Idealen weitgehend.
Unterscheiden sich die Elektronegativitäten der Bindungspartner voneinander, entsteht eine '''polare Atombindung''', bei der sich die miteinander verbunden Atome zwar nicht zu [[Ion]]en verwandeln, aber doch positive und negative Partialladungen tragen.
 
=== Metallische Bindung ===
 
[[Metalle]] haben nur relativ wenige Außenelektronen und geben diese auch ohne Reaktionspartner leicht ab. Dadurch entstehen leicht bewegliche freie Elektronen, die den Metallen ihre hohe [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrische]] und [[Wärmeleitung|thermische Leitfähigkeit]] verleiht.


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Absolutismus}}
 
* {{WikipediaDE|Aufgeklärter Absolutismus}}
* {{WikipediaDE|Chemische Bindung}}
* {{WikipediaDE|Ionische Bindung}}
* {{WikipediaDE|Kovalente Bindung}}
* {{WikipediaDE|Metallische Bindung}}
* {{WikipediaDE|Van-der-Waals-Kräfte}}
* {{WikipediaDE|Wasserstoffbrückenbindung}}


== Literatur ==
== Literatur ==
* {{Literatur | Autor=[[Heinz Duchhardt]] | Titel=Barock und Aufklärung: Das Zeitalter des Absolutismus | Verlag=Wissenschaftsverlag | Ort=Oldenbourg | Jahr=2007 | ISBN=978-3-486-49744-1 }}
* {{Literatur | Autor=[[Helmut Reinalter]] | Titel=Lexikon zum Aufgeklärten Absolutismus in Europa: Herrscher – Denker – Sachbegriffe | Verlag=Uni-Taschenbücher (UTB) | Ort= | Jahr=2006 | ISBN=3-8252-8316-X }}
* {{Literatur | Autor=[[Helmut Neuhaus]] | Titel=Deutsche Geschichte in Quellen und Darstellung, Band 5: Zeitalter des Absolutismus 1648-1789 | Verlag=Reclam | Ort= | Jahr=1997 | ISBN=978-3150170052 }}
* {{Literatur | Autor= Jochen Schlobach | Titel=Französische Aufklärung und deutsche Fürsten, in: Zeitschrift für historische Forschung 17 (1990), 3, S.&nbsp;327-349.}}


== Weblinks ==
* [[Viktor Gutmann]], Edwin Hengge: ''Allgemeine und anorganische Chemie'', 5. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1990, ISBN 978-3527281596
* [http://www.wmelchior.com/archive/own/geschichte/skripts/magister_aufabsolut.pdf Wolfgang Melchior, 1996: ''Skript – Aufgeklärter Absolutismus.'', online] (PDF; 131,15&nbsp;kB)
* A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie'', 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1
* K. P. C. Vollhardt, Neil E. Schore, Holger Butenschön (Hrsg.): ''Organische Chemie'', 5. Auflage, Wiley-VCH 2011, ISBN 978-3527327546


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references />
<references />


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[[Kategorie:Chemie]]
 
[[Kategorie:Staatsform]]
[[Kategorie:Herrschaftsform]]
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{{Wikipedia}}

Version vom 30. Dezember 2018, 20:40 Uhr

Die chemische Bindung verbindet Atome oder Ionen zu chemischen Verbindungen, die energetisch stabiler sind als die getrennten Bestandteile. Sie auf der Wechselwirkung der Elektronen aus der äußersten Elektronenschale der an der Bindung beteiligten Atome.

Grundlagen

Atome bestehen nach heutiger naturwissenschaftlicher Sicht aus einem elektrisch positiv geladenen Atomkern und einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen. Als Teilchen mit halbzahligen Spin sind sie nach den Gesetzen der Quantentheorie sogenannte Fermionen, die dem Pauli-Prinzip unterliegen, nach dem die Elektronen der Hülle nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen dürfen. Sie können sich daher nicht im untersten, energieärmsten Niveau zusammendrängen, sondern müssen sich auch auf höhere, ausgedehntere und energiereichere Elektronenschalen bzw. Atomorbitale verteilen. Sie bedingen dadurch die relativ große räumliche Ausdehnung der Elektronenhülle, die den Atomkern um das 20.000- bis 150.000-fache übertrifft. Die Elektronen der äußersten Schale, der sogenannten Valenzschale, bestimmen die chemische Eigenschaften eines Atoms und seine Stellung im Periodensystem der chemischen Elemente.

Die Valenzschale erreicht ihren energetisch stabilsten Zustand, wenn sie mit der maximal möglichen Zahl von Elektronen vollständig aufgefüllt ist. Das ist aber nur bei den Edelgasen der Fall, die entsprechend reaktionsträge sind, da sie ihren stabilsten Zustand bereits erreicht haben. Atome mit unvollständig aufgefüllter Valenzschale können sich dadurch stabilisieren, dass sie solange von ihren Bindungspartnern Elektronen aufnehmen oder an diese abgeben, bis sie eine vollkommen abgeschlossene Außenschale erreicht haben. Die so aneinander gebunden Atome erreichen damit gemeinsam ihren stabilsten, energieärmsten Zustand. Nach der von Gilbert Newton Lewis und Walther Kossel 1916 formulierten Edelgasregel sind chemische Verbindungen besonders stabil, wenn die daran beteiligten Atome die im Periodensystem nächstgelegene Edelgaskonfiguration ausbilden können. Mit Ausnahme des Heliums haben die Edelgase 8 Außenelektronen. Nach der darauf basierenden Oktettregel sind Verbindungen besonders stabil, wenn die gebundenen Atome dadurch 8 Elektronen haben und dadurch der Edelgaskonfiguration entsprechen.

Um eine chemische Bindung wieder zu spalten, muss eine entsprechende Bindungsenergie aufgewendet werden, die man meist in Joule pro Mol angibt. Die Bindungslänge ergibt sich aus dem von Atomkern zu Atomkern gemessene Abstand der aneinander gebundenen Atome. Bei kristallinen Feststoffen kann sie experimentell durch Kristallstrukturanalyse ermittel werden und liegt bei kovalenten Bindungen je nach den beteiligten Atomsorten typischerweise zwischen etwa 75 und 250 pm (1 pm = 10−12 m). Auf diesem Weg lassen sich auch die Bindungswinkel zwischen den einzelnen Bindungen eines Moleküls ermitteln. Bindungslängen und Bindungswinkel bestimmen die Molekülgeometrie, die sich durch entsprechende Strukturformeln veranschaulichen lässt.

Elektronegativität

Eine relatives Maß für die Fähigkeit von Atomen, Elektronen zur Auffüllung ihrer Valenzschale an sich zu ziehen, bietet das 1932 von Linus Pauling (1901-1994) eingeführte Konzept der Elektronegativität (kurz: EN; Formelzeichen ). Atome mit nahezu vollständig gesättigter Valenzschale, wie etwa die Halogene, nehmen sehr leicht Elektronen auf und haben eine entsprechend hohe Elektronegativität. Atome mit nur wenigen Außenelektronen, wie etwa die Alkalimetalle, geben diese leicht an ihre Bindungspartner ab und haben daher eine geringe Elektronegativität.

Bindungsarten

Das kubische Kristallgitter von Natriumchlorid; die positiven Natriumionen sind grün, die negativen Chloridionen blau dargestellt.
Die 4 bindenden sp3-Hybridorbitale von Methan (CH4), durch die 4 Wasserstoffatome kovalent an das zentrale Kohlenstoffatom gebunden sind.
Ein Metallgitter aus positiv geladenen Atomrümpfen, die von frei beweglichen Elektronen umgeben sind.

Auf rein physischer Ebene entsprechen die drei Grundtypen der chemischen Bindung den Tria Principia des Paracelsus[1]:

Ionische Bindung

Die ionische Bindung (auch: Ionenbindung) entsteht zwischen chemischen Elementen, deren Atome sich stark in ihrer Elektronegativität unterscheiden. Das Atom mit der geringeren Elektronegativität gibt dadurch sehr leicht seine Außenelektronen an das elektronegativere Atom ab und wird dadurch wegen der nun überwiegenden Kernladung zu einem ein- oder mehrfach positiv geladenen Kation. Im Gegenzug erhält das elektronegativere Atom eine negative Überschussladung und wird dadurch in gleichem Maß zu einem negativ geladenen Anion. Die gegensätzlich geladenen Ionen werden durch die elektrostatische Anziehung fest aneinander gebunden und fügen sich in ein regelmäßig geordnetes Kristallgitter ein. Dadurch entstehen salzartige, meist schwer schmelzbare Feststoffe, die die Grundlage der Mineralwelt bilden. Ein typisches Beispiel ist das aus Natrium und Chlor gebildete Natriumchlorid (NaCl), das als Kochsalz wohlbekannt ist.

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung (auch Atombindung oder Elektronenpaarbindung), wie sie vor allem für organische Verbindungen typisch ist, entsteht zwischen Atomen mit gleicher oder vergleichbarer Elektronegativität. Eine Ionenbindung kann in diesem Fall nicht entstehen, statt dessen teilen die beteiligten Atome ein oder mehrere bindende Elektronenpaare und bilden ein gemeinsames bindendes Molekülorbital aus. Die Atome werden dadurch zu einem Molekül verbunden. So verwandelt sich etwa der hochreaktive atomare Wasserstoff (H), der z.B. durch die Reaktion unedeler Metalle mit Säuren entsteht, praktisch augenblicklich in das wesentlich stabilere Wasserstoffmolekül (H2) um. Auch Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) kommen in der Luft niemals in atomarer, sondern stets nur in molekularer Form vor, d.h. als N2 bzw. O2.

Unterscheiden sich die Elektronegativitäten der Bindungspartner voneinander, entsteht eine polare Atombindung, bei der sich die miteinander verbunden Atome zwar nicht zu Ionen verwandeln, aber doch positive und negative Partialladungen tragen.

Metallische Bindung

Metalle haben nur relativ wenige Außenelektronen und geben diese auch ohne Reaktionspartner leicht ab. Dadurch entstehen leicht bewegliche freie Elektronen, die den Metallen ihre hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit verleiht.

Siehe auch

Literatur

  • Viktor Gutmann, Edwin Hengge: Allgemeine und anorganische Chemie, 5. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1990, ISBN 978-3527281596
  • A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1
  • K. P. C. Vollhardt, Neil E. Schore, Holger Butenschön (Hrsg.): Organische Chemie, 5. Auflage, Wiley-VCH 2011, ISBN 978-3527327546

Einzelnachweise

  1. Gutmann/Hengge, S. 3