Die Elektronenpaarbindung: Übungen AFB I – Chemie Klasse 10

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren: Regel kennen, Werte nachschlagen, abzählen oder ausrechnen. Das sind die sicheren Punkte in jeder Arbeit — von der Bindungsenergie über Lewis-Formeln und das EPA-Modell bis zu ΔEN und Dipolen. EN-Werte nach Pauling: H 2,20 · B 2,04 · C 2,55 · N 3,04 · O 3,44 · F 3,98 · Si 1,90 · P 2,19 · S 2,58 · Cl 3,16 · Br 2,96.

Energie-Abstands-Kurve von Fluorwasserstoff

AFB I

Das Diagramm zeigt, wie sich die Energie eines Wasserstoff- und eines Fluoratoms mit ihrem Kernabstand \(r\) ändert. Lies die Bindungsenergie der H–F-Bindung ab.

E = kJ/mol

Bindungsenergie: Tiefe des Energieminimums, gemessen von der Nulllinie (Atome weit voneinander entfernt). Folge der waagerechten gestrichelten Linie bis zur Energieachse.

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Das Minimum liegt bei −567 kJ/mol, die Bindungsenergie beträgt also 567 kJ/mol. Die senkrechte Linie zeigt die Bindungslänge 92 pm. So viel Energie wird frei, wenn 1 mol HF-Moleküle aus den Atomen entstehen.

Energie eines H- und eines F-Atoms (bezogen auf 1 mol)

Stickstoffmoleküle spalten

AFB I

Die Dreifachbindung im Stickstoffmolekül \(\mathrm{N_{2}}\) hat die Bindungsenergie 945 kJ/mol. Berechne die Energie, die man zuführen muss, um 3 mol Stickstoffmoleküle vollständig in Atome zu spalten.

E = kJ

Energie beim Spalten: Stoffmenge mal Bindungsenergie: \(E = 3\text{ mol}\cdot 945\text{ kJ/mol}\).

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\(E = 3\text{ mol}\cdot 945\text{ kJ/mol}\) = 2835 kJ. Diese Energie muss zugeführt werden — beim Spalten einer Bindung wird keine Energie frei.

Lewis-Formel des Stickstoffmoleküls

Striche im Hydroxylamin

AFB I

Hydroxylamin \(\mathrm{NH_{2}OH}\) wird zur Herstellung von Kunstfasern gebraucht. Im Molekül trägt das N-Atom zwei H-Atome und ist mit dem O-Atom verbunden, das O-Atom trägt das dritte H-Atom. Bestimme die Anzahl der Striche (bindende und freie Elektronenpaare zusammen) in der Lewis-Formel.

Striche:

Striche zählen: Valenzelektronen aller Atome addieren (N 5, O 6, H je 1) und durch 2 teilen — ein Strich steht für zwei Elektronen.

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\(5 + 6 + 3\cdot 1 = 14\) Valenzelektronen, \(14 : 2\) = 7 Striche: vier bindende (2 × N–H, N–O, O–H), ein freies Paar am N und zwei freie Paare am O.