Chemie / Universität Bayreuth

Elektronen in Bindungen

Stand: 13.02.07

Wieso stoßen sich Elektronen nicht ab, sondern gehen eine Bindung ein, obwohl sie gleichgeladen sind?

Daß sich zwei Elektronen aufgrund ihrer negativen (also gleichen) Ladung abstoßen, gilt gleichermaßen für freie Elektronen wie auch für Elektronen in einem Atom und solche, die an einer Bindung beteiligt sind. In Bindungen ist der Effekt allerdings durch den Teilchen-Welle-Dualismus der Elektronen nicht so offensichtlich wie in der Elektrostatik oder bei freien Elektronen. Die Berücksichtigung des Teilchen-Welle-Dualismus führt z.B. dazu, daß der Aufenthalt eines Elektrons im Atom nicht mehr exakt angeben kann. Nur noch die Wahrscheinlichkeit, das Elektron in einem bestimmten Raumbereich finden zu können, kann angegeben werden. Diesen Raumbereich nennt man dann "Orbital". Die Geometrie, aber vor allem die Ausdehnung eines Orbitals, ist sowohl eine Funktion der Anziehung zwischen Elektronen und Atomkern, wie auch der Abstoßung der Elektronen untereinander. Das Gleiche gilt auch für den Raumbereich, den zwei Orbitale verschiedener Atome sich teilen, wenn die Atome eine Elektronenpaarbindung eingehen. Allerdings wird die Abstoßung durch den Energiegewinn durch Bildung der Bindung oder die Elektron-Atomkern-Anziehung überkompensiert, so daß es immer noch günstiger ist, eine Bindung zu bilden. Ein Beispiel für Energiegewinn ist: die Elektronen schirmen die vergleichsweise starke Abstoßung der Atomkerne in der Bindungsachse durch ihre Anwesenheit ab.