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Die chemische Bindung

Die metallische Bindung

Als Metallbindung wird, wie der Name schon vermuten lässt, die Bindung der Atome in Metallen aber auch Legierungen bezeichnet. sie ist dadurch gekennzeichnet, dass positiv geladene Metallionen in einem festen Gitter angeordnet sind, während die relativ schwach gebundenen Valenzelektronen dieses Gitter nahezu frei beweglich im Verbund "umschwirren" - als Elektronenwolke. Man bezeichnet diese auch als Elektronen- oder Fermigas.

Mit dieser Vorstellung lässt sich zB. gut die elektrische Leitfähigkeit erklären - dies und mehr gibt es im Video.


Grundlagen

Du solltest wissen, wie ein Atom aufgebaut ist. Da die Elektronwolke durch die schwach gebundenen Valenzelektronen gebildet wird, sollten dir folgende beiden Videos helfen:


Video

Direktlink zum Video auf Youtube

Zusammenfassung in Textform (mit Zeitangaben)

Die Metallbindung

 

Wiederholung der Ionen- und kovalente Bindung:

 

Die Ionenbindung (00:28) :

Die Valenzelektronen zweier Stoffe werden untereinander so aufgeteilt, dass beide die Edelgaskonfiguration erreichen (Oktettregel) und damit in einen energieärmeren und stabileren Zustand kommen. Infolge dessen verändert sich die Ladung beider Stoffe. Kationen sind die Atome oder Moleküle, die Elektronen abgeben und dadurch positiv geladen sind. Anionen nehmen Elektronen auf und sind dadurch negativ geladen. Kationen und Anionen ziehen sich auf Grund der unterschiedlichen Ladungen an.

Beispiel Natriumchlorid (Kochsalz):

Na Cl : Natrium gibt ein Valenzelektron an das Chlor ab

[Na+]  [Cl-] : Das Natriumion ist positiv geladen, das Chloridion ist negativ geladen

Hier gibts das Video zur Ionenbindung                                                                                    

 

Die kovalente Bindung (02:10) :

Im Gegensatz zu der ionischen Bindung werden die Elektronen nicht fest den Atomen zugeordnet, sondern die Bindungspartner teilen sich ein Elektronenpaar. Wie bei der Ionenbindung haben die Stoffe einzeln gesehen eine Edelgaskonfiguration.

Hier gibts das Video zur Ionenbindung

 

Die metallische Bindung (03:30) :

In einer metallischen Bindung lösen sich die Valenzelektronen vom Atomkern bzw. können so betrachtet werden. Diese delokalisierten, also nicht mehr örtlich an den Kern gebundenen Elektronen bilden eine Elektronenwolke, welche die überbleibenden Atomrümpfe (Metallkationen) umgibt und zusammen hält. Ohne diese Elektronenwolke würden sich die Atomrümpfe auf Grund ihrer gleichen positiven Ladung abstoßen.

 

Im Gegensatz zu den frei beweglichen Elektronen, befinden sich die Metallkationen auf festgelegten Gitterplätzen. (05:32) je nach Größe und Ladung der Metallkationen bilden sich unterschiedliche Metallgitter.

 

Die elektrische Leitfähigkeit (07:00)

Metalle sind elektrische Leiter, da ihre freien Elektronen als bewegliche Ladungsträger zur Verfügung stehen. Im Video wird zur Verdeutlichung ein Draht herangezogen. Gibt man auf der linken Seite des Drahtes Elektronen hinzu, so drücken diese Elektronen aus der Elektronenwolke auf der anderen Seite des Drahtes heraus. Die Anzahl der Elektronen im Draht bleibt bei diesem stationären Vorgang konstant.

Eine Analogie könnte hier ein Wasserrohr sein:

Man stelle sich das Rohr als die angeordneten Atomrümpfe vor und das Wasser als Elektronen, bzw. als Elektronenwolke. Wird auf der einen Seite dem Rohr Wasser zugeführt, drückt das Wasser die Wassersäule im Rohr (Elektronenwolke) auf der anderen Seite hinaus. Der Inhalt im Rohr bleibt hierbei auch konstant.


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Diskussion

Kommentare   

 
0 # BändertheorieManuel 2014-10-03 10:22
Hallo,
erstmal vielen Dank für die viele Arbeit die in den Videos steckt. Irgendwie versthe ich leider das Bilden von Molekülorbitale n bei der Bändertheorie nicht. Wenn 2 Lithium Atome überlappen wie kann dann noch ein 3 Li-Atom mit den schon 2 bestehnden Li-Atomen überlappen. Die 2 S orbitale sind doch schon durch das überlappen der beiden Li-Atopme voll.
Und woher kommt das p-Orbital beim Lithium Atom in der Bändertheorie her. Lithium besitzt doch nur 1s und 2s Orbital?
Vielen Dank
Gruß
Manuel
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0 # RE: BändertheorieAlex 2014-10-03 18:37
Schau dir mal dieses Video an:

www.youtube.com/.../

Bin leider noch nicht zum Einbau gekommen. Werden deine Fragen dadurch beantwortet?
Falls nicht, frag gern nochmal nach!

Grüße,

alex
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0 # Bändertheoriehoneey 2014-03-06 21:05
sag mal gibt es schon ein video zur bändertheorie? wenn nicht, ich hatte großes interesse und noch mehr interesse an hybridiesierung smodellen von heteronuklearen molekülverbindungen.

lg danke im vorraus
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+1 # RE:Bändertheori eAlex 2014-03-06 22:06
Ja, das wurde schon verfilmt, ich habs aus Zeitgründen aber leider noch nicht mit dem Einbau geschafft.
Hier gibts das Video auf youtube: www.youtube.com/.../

Grüße,

alex
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+1 # RE: Die MetallbindungAlex 2013-10-24 06:53
Was genau meinst du mit dem dritten Beispiel? die Metallbindung selbst?

Die Elektronen fallen dort nicht weg, sie werden als ein (beweglicher) Verbund aufgefasst, der die Metallkationen "umschwirrt". also im Grunde eine Art ionische Bindung nur dass die Anionen in diesem Fall beweglich und nicht ins Gitter integriert sind.
Eine richtige Valenzbindung ist ja nur die kovalente, da gerichtet und zwischen 2 Atomen.Ionische und Metallbindung sind elektrostatisch - ungerichtet, sphärisch, am ehesten mit geladenen Kügelchen zu verstehen.

Beantwortet das deine Frage?

Grüße,

alex
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0 # Valenzbindung?!Lina lovegood 2013-10-23 22:45
Wiso fallen bein 3. Beispiel die elektronen weg und bilden keine Valenzbindung?
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+4 # MetallkomplexeSimone 2013-08-04 11:53
Hallo Alex,

erstmal vielen Dank für deine tollen Videos, sie sind mir ein ständiger Begleiter im Studium :D
Ich denke im Zusammenhang mit Metallbidungen wäre vllt noch ein Video im Bezug auf Metallkomplexe (Liganden, Chelatbildner, Chelatkomplexe usw.) sehr hilfreich :)
Grüße Simone
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+1 # BändertheorieWolfgang 2013-05-22 13:26
Hallo Alex, zunächst muss ich mal ein großes Lob los werden. Die Seite hilft super weiter. Wäre top wenn du Bescheid geben könntest wenn du was zur Bändertheorie gemacht hast. Das könnte ich grad auch gut gebrauchen... Gruß Wolfgang
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+1 # RE: Die MetallbindungAlex 2013-04-09 17:24
Hallo liz,

Legierungen sind ja im Grunde auch nur "Gemische" aus verschiedenen Metallen, daher ist das im wesentlichen gleich, ja.

grüße,

alex
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0 # RE: Die Metallbindungliz 2013-04-09 17:18
ist das nur bei einem metall so? Wie sieht das denn bei Legierungen aus?
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+2 # RE: Die Metallbindungliz 2013-04-09 17:16
Du machst richtig gute videos und die helfen einem echt weiter!!
Weiter so! :-)
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+2 # RE: Die MetallbindungAlex 2013-01-07 11:47
Hallo Jule,

ich versuche was zur Bändertheorie zu machen. Ja, es hat was mit den s- und p-Orbitalen zu tun, das jetzt hier im Text zu erklären, dürfte wohl eher umständlich werden, daher mal ein Link, bis es hier ein passendes Video dazu gibt:

chemgapedia.de/.../...

grüße,

alex
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0 # energiebänderjule 2013-01-04 17:56
hi,
habe mir schon einige videos angesehen. du hilfst mir echt sehr :-) vielen dank! :-) :-)
es wäre super, wenn du noch was zu den energiebändern erzählen könntest.
(ich verstehe beispielsweise nicht, erstmal wann gibt es wieviele bänder? hat auch irgendwas mit s und p orbitalen zu tun, denke ich.? ist es überhaupt wichtig wieviele es gibt? und dann gibt es wohl irgendwie bindende und antibindende energielevel? und wie funktioniert das mit dem überspringen der elektronen? wie kann ich mir das vorstellen und wofür ist das sinnvoll?)
danke und VG
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