Male dir die Strukurformel von Methan auf. Die Summenformel ist: $CH_4$
Überlege, wie der Kohlenstoff mit den Wasserstoff verbunden ist, um auf die Elektronenkonfiguration zu schließen.
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Im Methanmolekül hybridisiert das Kohlenstoffatom seine Orbitale, um vier gleichwertige, kovalente Bindungen zu den Wasserstoffatomen zu bilden. Dieser Hybridisierungsprozess führt zur Bildung von vier sp3-Hybridorbitalen.
Bei der sp-Hybridisierung mischt sich ein s-Orbital mit einem p-Orbital desselben Atoms. Dies führt zur Bildung von zwei sp-Hybridorbitalen und damit mit zwei übrig gebliebenen p-Orbitalen zu einer Dreifachbindungen.
Bei der sp2-Hybridisierung mischt sich ein s-Orbital mit zwei p-Orbitalen desselben Atoms. Dadurch entstehen drei 2sp2-Hybridorbitale und damit mit einem übrig gebliebenen p-Orbital zu einer Doppelbindungen.
Bei der sp3-Hybridisierung mischt sich ein s-Orbital mit drei p-Orbitalen desselben Atoms. Dies führt zur Bildung von vier sp3-Hybridorbitalen und damit immer zu vier Einfachbindungen. Die resultierende Geometrie ist tetraedrisch, mit einem Bindungswinkel von 109,5°.
Da am C Atom in Methan vier Einfachbindungen vorhanden sind, muss eine sp3-Hybridisierung vorliegen.
Abbildung 1: Von SvenTranslationIf, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=907884
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C00530
Elektronenkonfiguration zu verstehen ist für den Hamnat nicht essentiell, jedoch hilft es bei Aufgaben wie diesen und erspart auswendiglernen. Können solltest du aber:
sp-Hybridisierung mach Dreifachbindungen, die Geometrie ist linear, nicht frei drehbar und mit einem Bindungswinkel von 180°.
Beispiel: Ethin (C2H2)
sp2-Hybridisierung macht Doppelbindungen, diese Anordnung führt zu einer trigonalen planaren Geometrie mit einem Bindungswinkel von 120° und nicht frei drehbaren Bindungen.
Beispiel: Ethylen (C2H4)
sp3-Hybridisierung mach Einfachbindungen, welche frei drehbar sind, die resultierende Geometrie ist tetraedrisch, mit einem Bindungswinkel von 109,5°.
Beispiel: Methan (CH4)
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