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Startseite/Chemie/Moleküle in 3D

Moleküle in 3D

Häufige Moleküle im Kugel-Stab-Modell: Geometrie, Verknüpfung und Bindungsordnung.

Struktur

Bent geometry (~104.5°). Essential solvent and hydrogen bonding.

Gemessene Größen

NameWater
FormelH₂O
Atome3
3D-Ansicht wird geladen…

Zum Modell

Moleküle in 3D erscheinen hier als Kugel-Stab-Modell: die räumliche Struktur legt Winkel und Bindungslängen fest und damit Polarität, Isomerie und Reaktivität. Die Kerne sind Kugeln (Farben nahe am CPK-Schema), die Bindungen Zylinder: Einfach- und Doppelbindung dort, wo sie angelegt sind (CO₂, Benzol nach Kekulé). Die Koordinaten sind genäherte Gleichgewichtsgeometrien für den Unterricht, keine spektroskopische Genauigkeit und keine Lösung der Schrödinger-Gleichung. Methan ist tetraedrisch, Benzol nahezu eben: das folgt aus der Elektronenstruktur, nicht aus der Bequemlichkeit des Bildes. Elektronendichte und Kernschwingungen zeigt das Modell nicht.

Für wen: Allgemeine Chemie: Molekülgestalt und Verknüpfung vor der Quantenchemie.

Wichtige Begriffe

  • Molekülgeometrie
  • Kugel-Stab-Modell
  • chemische Bindung
  • räumliche Struktur
  • CPK-Farbschema

So funktioniert es

Kugel-Stab-Modelle häufiger Moleküle: Atome als Kugeln nach dem CPK-Schema, Bindungen als Zylinder (Einfach- und Doppelbindung, wo angelegt). Auf dem Bildschirm steht das gewählte Molekül; die Koordinaten sind für den Unterricht, nicht spektroskopisch.

Wichtige Gleichungen

Die Koordinaten sind genäherte Gleichgewichtsgeometrien für den Unterricht, keine spektroskopische Genauigkeit.

Häufige Fragen

Sind das echte Bindungslängen und -winkel?
Näherungsweise. Geometrie und Bindungstypen stimmen für den Kurs, aber es sind keine spektroskopischen Konstanten und keine Rechnung hoher Genauigkeit.
Warum sind manche Moleküle eben, andere räumlich?
So liegen Bindungen und freie Elektronenpaare. Der Benzolring ist nahezu eben, beim Methan laufen vier Bindungen zu den Ecken eines Tetraeders.
Wozu nützt das Kugel-Stab-Modell?
Man sieht sogleich, welche Atome verbunden sind, wie viele Nachbarn sie haben und wie die Fragmente im Raum liegen. Für die ersten Semester ist das meist anschaulicher als eine Wolke der Elektronendichte.