Was ist eine chemische Verbindung?
Eine chemische Verbindung ist eine Art Molekül (Ansammlung gebundener Atome), das aus mehr als einem Element besteht. Beispielsweise ist Wasser (H 2 O) eine Verbindung, während zweiatomiger Wasserstoff (H 2 ) dies nicht ist. Die meisten Atome, aus denen die Erdkruste und die lebenden Organismen bestehen, liegen in zusammengesetzter Form vor. Verbindungen werden durch Molekülformeln dargestellt, in denen die Atombestandteile und ihre Häufigkeit aufgeführt sind.
In Abhängigkeit von den Atomen kann eine Verbindung durch verschiedene chemische Bindungen zusammengehalten werden. Bindungen entstehen durch Wechselwirkungen von Atomelektronenschalen in verschiedenen Orbitalkonfigurationen. Abhängig von der Anzahl der Elektronen, die den Atomkern umkreisen, und der Größe des Raums in den Orbitalen neigen bestimmte Atome dazu, sich mit bestimmten anderen Arten von Atomen zu verbinden. Lewis-Punkte, ein grafisches System zur Darstellung von Verbindungsbindungstypen, benannt nach dem Chemiker Gilbert Lewis, werden häufig in Chemiekursen der High School unterrichtet. Über die Existenz chemischer Bindungen wird seit dem 12. Jahrhundert spekuliert, obwohl das gesamte Gebiet bis zur Einführung des Konzepts der Elektronenbindungen durch Lewis im Jahr 1916 nur unzureichend verstanden wurde.
Wenn ein Atom eine "volle" Elektronenhülle besitzt, ist es sehr unreaktiv und neigt dazu, sich nicht an andere Atome zu binden. Diese Elemente befinden sich ganz rechts im Periodensystem und werden als Edelgase bezeichnet. Beispiele umfassen Helium, Neon und Argon.
In chemischen Verbindungen ist die häufigste Bindungsart eine kovalente Bindung, bei der beide Atombestandteile eine ähnliche Elektronegativität aufweisen, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der Elektronen führt. Elektronenorbitale überlappen sich, und ein einzelnes Elektron kann beide Atomkerne umkreisen, die nicht ausschließlich zu beiden gehören. Ein Beispiel für ein Molekül, das durch kovalente Bindungen zusammengehalten wird, ist Diamant. Eine zweite Art der Bindung, die Ionenbindung, tritt in Atomen mit signifikanten Unterschieden in der Elektronegativität auf, wobei dieses eine Atom die Versorgung mit Elektronen dominiert. Diese sind tendenziell etwas schwächer als kovalente Bindungen. Ein Beispiel ist Natriumchlorid oder Salz.
Es gibt andere Bindungsarten: Metallbindungen, Van-der-Waals-Kräfte und mehrere andere. Zusammen bilden diese alle chemischen Verbindungen im Universum.