1.2.3 Bindungen des Kohlenstoffatoms

Question 1

Charakteristische Fähigkeiten von C

Answer 1

=mit sich selbst stabile Bindungen unter Ausbildung von KETTEN oder ringförmigen Strukturen einzugehen

Question 2

was für eine Elektronegativitäþ hat Kohlenstoff?

Answer 2

Seine EN ist Mittelstellung zwischen elektropositiven Elementen( Metalle)
und elektronegativeren Elementen (wie O, N ,CL ,F) .

mit beiden Gruppen bildet er kovalente Bindungen aus

Question 3

woe bezeichnet man alle Atome außer K und H?

Answer 3

Heteroatome

Question 4

Was mschen die Kohlenstoff Heteroatombindungen so wichtig?

Answer 4

Sie bilden die Grundlage von den meisten Funktionellen Gruppen, tragen zur Vielfalt der Verbindungen bei

Question 5

Wie funktioniet die Ausbildung einer Atombindung?

Answer 5

es müssen zwei Atomorbitale mit je einem Elektron besetzt, sich zu einem bindenden Molekülorbital überlappen.

Question 6

was ist eine Bindungsenergie?

Answer 6

der Energiegewinn der entsteht wenn sich ein MO Bindet, es ist ein Maß für die Festigkeit der Bindung

Question 7

Wie erhält man Methan?

Answer 7

man überlappt jedes der Vier sp³ Hybridorbitale des C Atoms mit einem 1s-Orbital eines H Atoms.

=man erhält Methan mit vier bindenden, mit je zwei Elektronen besetzten MO (sigma Bindung)
=sind tetraedisch zu C Atom angeordnet
=sigma Bindung ist rotationssymmetrisch

Question 8

Was sind Unpolare Bindungen?

Answer 8

C-C Bindungen
C-H Bindungen
z.b Methan

Question 9

ist C oder H mehr elektronegativer als der andere?

Answer 9

geringfügig C mehr EN als H: deswegen bindende Elektronenpaar nahezu symmetrisch zwischen C und H verteilt.
-Bindung ist unpolar

Question 10

was ist eine C-C Bindung

Answer 10

eine unpolare Bindung aus zwei sp³ Hybridorbitalen die zu einer MO überlappt worden sind.

Question 11

was ist C-H Bindung?

Answer 11

eine unpolare Bindung aus s und sp³ Hybridorbitalen überlappt zu MO

Question 12

wie bildet man Ethan( der einfachste Kohlenwasserstoff) der nur ais C und H besteht?

Answer 12

• Überlappung von je einem sp³ Hybridorbital zweier C-Atome einer C-C sigma Bindung (unpolar)
• die drei verbliebenden sp³ Hybridorbitale an jedem Kohlenstoff werden mit je einem 1s Orbital von einem H-Atom zur Überlappung gebracht.

erhält Ethan

Question 13

Wenn man die Kohlenstoffkette die bis jetzt noch Ethan ist. verlängert durch Bindung weiterer C Atome , dann

Answer 13

führt tetraedische Anordnung der sp³ Hybridorbitale an jedem C Atom zu einer Zickzack förmigen Anordnung der Kette wie beim Hexan

Question 14

lassen sich rotationssymetrische sigma Bindungen nur mit sp³ Hybridorbitalen die sich überlappen, erzeugen?

Answer 14

nein auch mit sp² und sp Hybridorbitalen geht dies.

wichtig!! bei sp2 und sp sind dann aber p-Orbitale noch vorhanden,die ja nicht in Hybridisierung benutzt werden.
-sie stehen senkrecht zu sp² sp Orbitalen.

Wenn zwei P Orbitale an benachbarten (durch sigma Bindung verknüpfte ) C-Atome gleich räumliche Orientierung haben,

so kommt es durch räumliche Überlappung der p Orbitale zur Ausbildung sogenannter Pi Bindungen

Question 15

was kann man daraus schließen:
die Überlappung der Pi Bindung ist deutlich geringer als die der Sigma Bindung.
Wie kann man das auf die Bindungsenergie übertragen?

Answer 15

Daraus resultiert das die Bindungsenergie von Pi auch geringer ist als die von Sigma

Die Pi Bindung ist deshalb weniger stabil, leichter gebrochen und reaktiver als eine Sigma Bindung

Question 16

was bildet eine Doppelbindung?

Answer 16

eine Pi und eine Sigma Bindung bilden zusammen eine Doppelbindung.

Question 17

Was bildet eine Dreifachbindung?

Answer 17

• Die kombination zweier (senkrecht zueinander stehender ) Pi Bindungen mit einer Sigma Bindung führt zu Dreifachbindung.

Question 18

Mehrfachbindungen sind nicht auf C-C Bindungen beschränkt sondern….

Answer 18

können auch zwischen C-N oder C-O ausgebildet werden

sowie zwischen zwei N-Atomen N²

Question 19

einfachste Molekül mit C=C Doppelbindung ist

Answer 19

Ethen (C²H⁴)

Question 20

Ehten (C²H⁴) Bildung?

Answer 20

• beide C-Atome sind sp² hybridisiert und durch eine sp² - sp² Sigma Bindung verknüpft.
• die beiden verbliebenden pz Orbitale an jedem C Atom überlappen zur Pi Bindung.
• die vier verbliebenden sp² Hybridorbitale bilden sp² -s Sigma Bindungen zu H Atomen aus.
• entsprechend der sp² Hybridisierung betragen Valenzwinkel zwischen allen Atomen je 120°Grad

Question 21

eine Doppelbindung ist nur bei

Answer 21

paralleler Orientierung der pz Orbitale möglich( donst überlappung sehr gering )

Question 22

weil die Doppelbindung nur bei paralleler Orientierung möglich ist:

Answer 22

sind die beiden CH² Einheiten um die C=C Doppelbindung nicht frei drehbar

Question 23

Eine Drehung bei einer Doppelbindung ist nur dann möglich:

Answer 23

wenn Energie zugeführt wird

• sodass die beiden pz Orbitale entkoppelt und
• damit die Pi Bindungen gebrochen werden.
• erfolderliche Energie beträgt größer als 100kJ/mol

wichtig=dadurch ist ein Platztausch beider Substituenten an einem C Atom möglich, (mit Rotation von 180° um Bindungsachse.
-man spricht dann von Isomerisierung

Question 24

wie wird eine Dreifachbindung gebunden?

Answer 24

• Beide C-Atome werden sp hybridisiert,
• und zusätzlich zur sp Sigma Bindung mit zwei Pi Bindungen verknüpft (stehen senkrecht zueinander sowie zur Molekülachse.
• verbliebende sp Hybridorbitale überlappen mit 1s Orbitalen zweier H Atome.
• Molekül ist linear.

Question 25

wss stellt man aufgrund der hohen Elektronendichte zwischen Atomen einer C-C Dreifachbindung im Vergleich zu C=C doppelbindung fest?

Answer 25

Alkine sind noch reaktionsfreudiger als Alkene