Elektronenpaar

Unter einem Elektronenpaar versteht man zwei Elektronen mit entgegengesetztem Spin, die dasselbe Atom- oder Molekülorbital besetzen.

Aufgrund des Pauli-Prinzips können Elektronen innerhalb eines Atoms (genauer: innerhalb eines elektronisch abgeschlossenen Systems) nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen. Pro Orbital, das bereits Hauptquantenzahl, Nebenquantenzahl und magnetische Quantenzahl der enthaltenen Elektronen definiert, bleibt als einziges Unterscheidungsmerkmal die Spinquantenzahl übrig, die nur die Werte +1/2 und -1/2 annehmen kann. Damit ist die maximale Zahl unterschiedlicher Elektronen pro Orbital auf zwei beschränkt.

Die Elektronen verteilen sich nach bestimmten Regeln auf die zur Verfügung stehenden Orbitale (s. Elektronenkonfiguration oder Hundsche Regeln). Faustregel: ein neues, energetisch höher liegendes Orbital wird nur dann besetzt, wenn der Energieunterschied niedrig ist; bei größerem Unterschied werden zunächst die energieärmeren Orbitale mit einem zweiten Elektron besetzt, unter Bildung von Elektronenpaaren.

Chemische Bindung

Eine besondere Rolle spielen Elektronenpaare bei der Chemischen Bindung: die Atombindung wird durch bindende Elektronenpaare vermittelt, die zwischen den zwei beteiligten Atomen stehen und beiden gemeinsam sind. Diese Art der Bindung ist neben der Ionischen und der Metallischen Bindung die wichtigste.

Dagegen sind freie Elektronenpaare nur einem Atom zugehörig und werden nach IUPAC-Empfehlung zur besseren Unterscheidbarkeit durch zwei Punkte dargestellt.