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......@@ -127,7 +127,7 @@ Beschreibt, wie sehr ein Atom Elektronen zu sich zieht. Sauerstoff und Fluor sin
\end{mdframed}
\end{figure}
\paragraph{S\"aurest\"arke \ce{HXO_n}} Zwei Faktoren beeinflussen die S\"aurest\"arken der Oxos\"auren. Der erste Faktor ist die Anzahl Sauerstoffe, welche an das Zentralatom gebunden sind (Grund: Resonanz (siehe Abbildung \ref{Chlorsäure-BSP})und zus\"atzlicher Elektronenzug). Der zweite Faktor ist, wie elektronegativ das Zentralatom ist (Grund: zus\"atzlicher Elektronenzug). Die \textbf{Basizit\"at des Oxids} verhält sich entgegen diesem Trend.
\paragraph{S\"aurest\"arke \ce{HXO_n}} Zwei Faktoren beeinflussen die S\"aurest\"arken der Oxos\"auren. Der erste Faktor ist die Anzahl Sauerstoffe, welche an das Zentralatom gebunden sind (Grund: Grenzstrukturen (siehe Abbildung \ref{Chlorsäure-BSP})und zus\"atzlicher Elektronenzug). Der zweite Faktor ist, wie elektronegativ das Zentralatom ist (Grund: zus\"atzlicher Elektronenzug). Die \textbf{Basizit\"at des Oxids} verhält sich entgegen diesem Trend.
\paragraph{Atomradius} Helium ist das kleinste Atom.
......@@ -803,7 +803,7 @@ Während für die Bestimmung der Oxidationszahlen beide Bindungselektronen dem \
\begin{itemize}
\item Die Summe aller Formalladungen muss der tatsächlichen Ladung des Teilchens entpsrechen.
\item Oftmals können Formalladungen durch Resonanz auf andere Atome verschoben oder eliminiert werden.
\item Oftmals können Formalladungen durch verschiebung von $\pi$-Bindungen auf andere Atome verschoben oder eliminiert werden.
\end{itemize}
......@@ -850,9 +850,9 @@ Während für die Bestimmung der Oxidationszahlen beide Bindungselektronen dem \
\end{figure}
\subsection{Resonanz}
\subsection{Grenzstrukturen}
Resonanz beschreibt das Konzept, dass sich $\pi$-Bindungen (\enquote{die zweite Bindung einer Doppelbindung}) nicht dort befinden \textit{müssen}, wo sie in der Lewis-Formel eingezeichnet werden. Benachbarte, parallel zueinander stehende p-Orbitale bilden nämmlich $\pi$-Systeme und somit kommen die Elektronen \textit{delokalisiert} (\enquote{nicht einem besteimmten Ort zugehörig}) vor. Verschiedene Grenzformen eines Teilchens mit $\pi$-Systemen nennt man \textit{Resonanz-} oder \textit{Grenzstrukturen}.\par\smallskip
Das Konzept der Grenzstrukturen beschreibt, dass sich $\pi$-Bindungen (\enquote{die zweite Bindung einer Doppelbindung}) nicht dort befinden \textit{müssen}, wo sie in der Lewis-Formel eingezeichnet werden. Benachbarte, parallel zueinander stehende p-Orbitale bilden nämmlich $\pi$-Systeme und somit kommen die Elektronen \textit{delokalisiert} (\enquote{nicht einem besteimmten Ort zugehörig}) vor. Verschiedene Grenzformen eines Teilchens mit $\pi$-Systemen nennt man \textit{Resonanz-} oder \textit{Grenzstrukturen}.\par\smallskip
Eine Molekülstruktur kann nicht einer bestimmten Grenzstruktur zugeordnet werden. Vielmehr ist sie alle Grenstrukturen gemeinsam, und das Molekül und seine Eigenschaften wird durch all seine Grenzstrukturen beschrieben.
......@@ -866,7 +866,7 @@ Eine Molekülstruktur kann nicht einer bestimmten Grenzstruktur zugeordnet werde
\quad\arrow{<->}\quad
\chemfig{\lewis{06,O}=[:150]\lewis{2,O}(-[3,0.4,,,,draw=none]\oplus)-[:-150]\lewis{426,O}(-[3,0.4,,,,draw=none]\ominus)}
\schemestop
\caption{Resonanzstrukturen von Ozon: Durch die Verschiebung der $\pi$-Bindung auf das linke Sauerstoffatom und des nichtbindenden Elektronenpars des formal negativ geladenen Sauerstoffatoms zu einer Doppelbindung kann die andere Grenzstruktur erreicht werden.}
\caption{Grenzstrukturen von Ozon: Durch die Verschiebung der $\pi$-Bindung auf das linke Sauerstoffatom und des nichtbindenden Elektronenpars des formal negativ geladenen Sauerstoffatoms zu einer Doppelbindung kann die andere Grenzstruktur erreicht werden.}
\end{subfigure}\hfill
\begin{subfigure}[b]{0.47\linewidth}
\centering
......@@ -875,13 +875,13 @@ Eine Molekülstruktur kann nicht einer bestimmten Grenzstruktur zugeordnet werde
\quad\arrow{<->}\quad
\chemfig{\lewis{35,O}=\lewis{0,C}}
\schemestop
\caption{Resonanzstrukturen von Kohlenmonoxid: Durch die Verschiebung einer $\pi$-Bindung auf das Sauerstoffatom wird eine weitere Resonanzstruktur erreicht werden. Beachte, dass bei C dann die Oktettregel nicht erfüllt wird und diese Resonanozstruktur also eine tiefe Gewichtung besitzt.}
\caption{Grenzstrukturen von Kohlenmonoxid: Durch die Verschiebung einer $\pi$-Bindung auf das Sauerstoffatom wird eine weitere Grenzstruktur erreicht werden. Beachte, dass bei C dann die Oktettregel nicht erfüllt wird und diese Resonanozstruktur also eine tiefe Gewichtung besitzt.}
\end{subfigure}
\caption{Durch das Verschieben von Elektronenpaaren können verschiedene Grenzstrukturen desselben Moleküls formuliert werden.}
\end{mdframed}
\end{figure}
Am folgenden Beispiel soll anhand von Chlorsäure (\ce{HClO3}) und Chloriger Säure (\ce{HClO2}) erläutert werden, wie chemische Eigenschaften durch Resonanz erklärt werden können.
Am folgenden Beispiel soll anhand von Chlorsäure (\ce{HClO3}) und Chloriger Säure (\ce{HClO2}) erläutert werden, wie chemische Eigenschaften durch Grenzstrukturen erklärt werden können.
\begin{figure}[H]
\begin{mdframed}
......@@ -900,7 +900,7 @@ Am folgenden Beispiel soll anhand von Chlorsäure (\ce{HClO3}) und Chloriger Sä
(7).. controls +(-60:5mm) and +(-60:4mm).. (8);}
\chemmove{\draw[shorten <=2pt,shorten >=2pt]
(8).. controls +(120:4mm) and +(120:5mm).. (7);}
\caption{Resonanzstabilisierung von Chlorsäure}
\caption{Stabilisierung des Säurerestanions von Chlorsäure durch Grenzstrukturen}
\end{subfigure}
\begin{subfigure}[b]{0.49\linewidth}
\centering
......@@ -913,15 +913,15 @@ Am folgenden Beispiel soll anhand von Chlorsäure (\ce{HClO3}) und Chloriger Sä
(7).. controls +(-60:5mm) and +(-60:4mm).. (8);}
\chemmove{\draw[shorten <=2pt,shorten >=2pt]
(8).. controls +(120:4mm) and +(120:5mm).. (7);}
\caption{Resonanzstabilisierung von Chloriger Säure}
\caption{Stabilisierung des Säurerestanions von Chloriger Säure durch Grenzstrukturen}
\end{subfigure}
\caption{Es ist sichtbar, dass das Säurerestanion der Chlorsäure, Chlorat, die negative Ladung über mehrere Sauerstoffatome verteilen kann und ist deshalb thermodynamisch stabiler als das Säurerestanion der Chlorigen Säure, Chlorit, wobei Pfeile die Verschiebung von \textit{Elektronenpaaren} beschreiben. Eine erhöhte Stabilität des Säurerestanions bedeutet gleichzeitig, dass die zugehörige Säure stärker wird: $\text{pKs}_{\ce{HClO3}} < \text{pKs}_{\ce{HClO2}}$}
\label{Chlorsäure-BSP}
\end{mdframed}
\end{figure}
\begin{Exercise}[label={ex:formalladungen},title={Oxidationszahlen, Formalladungen \& Resonanz}]
Zeichnen Sie die folgenden Moleküle in Lewis-Struktur, zeichen sie Formalladungen ein und geben sie die Oxidationszahlen für die fett geschriebenen Atomen an. Falls Resonanz vorhanden ist, geben sie die mesomeren Grenzstrukturen an. Welche Moleküle sind isoelektronisch?
\begin{Exercise}[label={ex:formalladungen},title={Oxidationszahlen, Formalladungen \& Grenzstrukturen}]
Zeichnen Sie die folgenden Moleküle in Lewis-Struktur, zeichen sie Formalladungen ein und geben sie die Oxidationszahlen für die fett geschriebenen Atomen an. Falls Grenzstrukturen existieren, geben sie die mesomeren Grenzstrukturen an. Welche Moleküle sind isoelektronisch?
\begin{enumerate}
\item \ce{\textbf{N}O2+}
\item \ce{O3}
......
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