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Aufgabe:

Erkläre, inwiefern sich die Strukturformel und die tatsächliche räumliche Struktur des Methan-Moleküls voneinander unterscheiden

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Salut Klemens,


Erkläre, inwiefern sich die Strukturformel und die tatsächliche räumliche Struktur des Methan-Moleküls voneinander unterscheiden

Über die Strukturformel kannst du lediglich erfahren, wie die einzelnen Atome innerhalb eines Moleküls miteinander verknüpft sind, aber keinesfalls, wie sie räumlich angeordnet sind.

Schau beispielsweise hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Methan

Da nun bei Methan kein freies Elektronenpaar am Zentralatom vorhanden ist, entspricht der Tetraeder der tatsächlichen räumlichen Struktur. Neben dem C - Atom im Zentrum befinden sich die 4 H - Atome jeweils an einem Eckpunkt des Tetraeders. Verständlich ist diese Anordnung, da sich gleiche Ladungen abstoßen und die 4 Elektronen des C - Atoms sich deshalb möglichst weit voneinander entfernen möchten. Der Winkel von H - Atom zum C - Atom ist dabei ein immer gleicher Tetraederwinkel und beträgt 109,5°.

Eine schöne Abbildung findest du hier:

https://upload.wikimedia.org/wikibooks/de/thumb/b/b0/3D_Methan.svg/300px-3D_Methan.svg.png


Viele Grüße :)

von 21 k

Hallo Cosi,

Danke für deine Lösung. Könntest du mir den Unterschied anhand des Methan-Moleküls erläutern. Bis jetzt habe ich nur, dass die Anordnung der Atome bei der räumlichen Struktur (tedraedisch) anders sind als die Strukturformel und das man durch eine Schattenprojektion eines Methan-Molekül Modells die Strukturformel herauskriegt.


Vielen Dank dir nochmal.

Das Wesentliche habe ich dir eigentlich schon in meiner Antwort geschrieben.

Hier aber nochmals unter- und nebeneinander im Vergleich:

http://w3.restena.lu/ddnuc/Haus/themen/orga/struktur/struktur.htm

Die Strukturformel des Methan macht wie gesagt keinerlei Aussage über die Geometrie des Moleküls und vermittelt stattdessen sogar den Eindruck, dass die H-Atome im 90° bzw. 180° Winkel zueinander stehen, was aber nicht richtig ist. Methan hat 4 bindende Elektronenpaare, die natürlich negativ geladen sind und den größten Abstand voneinander erstreben, da sich negative Ladungen abstoßen. Das führt zwangsläufig zur Ausprägung der räumlichen Struktur eines Tetraeders, wobei die Verbindungsstrecken zwischen Tetraedermittelpunkt und zwei Ecken jeweils einen Winkel von 109,5° einschließen und mehr Abstand geht einfach nicht.

Betrachte nun die Zeichnung links unter der Strukturformel: Die beiden als Striche dargestellten Bindungen liegen mit dem C - Atom in der Tafelebene, die Bindung mit dem Dreieck geht aus der Tafelebene heraus und die gestrichelte Bindung tritt hinter die Tafelebene zurück. Wenn du jetzt alle Atome miteinander verbindest, erhältst du ein Tetraeder (Zeichnung rechts unter der Summenformel).

Gruß in Eile ...

Ah danke für deine hilfe

Das klingt wenig überzeugend / überzeugt, aber ok.

Ne, deine Erklärung ist wirklich gut geworden. Ich könnte das jetzt verstehen. Sorry, ich achte nächstes Mal mehr. Aber echt vielen Dank.

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