Elektronenformel

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Die Elektronenformel (auch Lewis-Formel oder Lewis-Struktur, nach Gilbert Newton Lewis) ist eine chemische Strukturformel. Sie dient zur Darstellung von Atomen und Molekülen, die die Struktur der Moleküle aufzeigt. Die Elektronenformel ist eine Symbolschreibweise, mit der der Aufbau eines Moleküls unter Angabe der einzelnen Atome und Valenzelektronen beschrieben wird.[1]

Vergleich verschiedener Formelschreibweisen unterschiedlicher Abstraktionsgrade.
Strukturformeln Andere Darstellungsweisen
Elektronenformel Valenzstrichformel Keilstrichformel Skelettformel Konstitutionsformel Summenformel Verhältnisformel
Methan Methan Elektronenformel.svg Methan Lewis.svg Methan Struktur.svg existiert nicht CH4 CH4 CH4
Propan Propan Elektronenformel.svg Propan Lewis.svg Propan Struktur.svg Propan Skelettformel.svg CH3–CH2–CH3 C3H8 C3H8
Essigsäure Essigsäure Elektronenformel.svg Essigsäure Valenzstrichformel.svg Essigsäure Struktur.svg Essigsäure Skelettformel.svg CH3–COOH C2H4O2 CH2O
Wasser Wasser Elektronenformel.svg WasserValenz.svg WasserKonstitution.svg existiert nicht existiert nicht H2O H2O

Aufbau

In der Elektronenformel steht das Elementsymbol für den Atomrumpf, also für den Atomkern mit den inneren Elektronenschalen. Die ein bis acht gebundenen und ungebundenen Valenzelektronen in der äußersten Elektronenschale des Atoms werden durch Punkte dargestellt. Die Elektronen werden möglichst auf vier Positionen um das Elementsymbol herum verteilt. Die knappe Darstellung in der Elektronenformel erfüllt ihren Zweck ausreichend, da für chemische Reaktionen bzw. für chemische Bindungen nur die Valenzelektronen der Atome relevant sind.

Mittels Elektronenformel lassen sich Atome zu Molekülen kombinieren. Bei bekannter atomarer Zusammensetzung kleiner Moleküle lässt sich der molekulare Aufbau einer Verbindung vorhersagen.

Abgrenzung zur Valenzstrichformel

Im Gegensatz zur Valenzstrichformel werden die Valenzelektronen der Nichtmetallatome einzeln bildlich dargestellt und nicht als Paar zu sogenannten Valenzstrichen zusammengenommen.

Die Abgrenzung zwischen Valenzstrichformel und Elektronenformel ist nicht einheitlich. Stellenweise wird der Begriff „Elektronenformel“ sogar synonym für „Valenzstrichformel“ verwendet. Diese wird auch „Elektronenformel nach Lewis“ genannt..

Als Mischform existiert auch die Schreibweise, dass ein Strich jeweils zwei Außenelektronen (freies Elektronenpaar, nichtbindendes Elektronenpaar) ersetzt, die dasselbe Orbital besetzen. Punkte hingegen symbolisieren einzelnen Elektronen eines Elektronenpaares, was in der Valenzstrichschreibweise nicht möglich ist.

Einzelnachweis

  1.  Eintrag: Lewis formula (electron dot or Lewis structure). In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.L03513 (Version: 2.1.3).

Literatur

  • Gilbert Newton Lewis: Valence and the structure of atoms and molecules. 1923, ISBN 0486615553.
  • Gilbert Newton Lewis: The Atom and the Molecule. In: J. Am. Chem. Soc. 38. 1916, 762–785, doi:10.1021/ja02261a002.

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