Was sind chemische Bindungen?

04 November 2020
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Erklärung

Die chemische Bindung ist ein physikalisch-chemisches Phänomen, durch das zwei oder mehrere Atome oder Ionen fest zu chemischen Verbindungen aneinander gebunden sind. Dieses beruht darauf, dass es für die meisten Atome oder Ionen energetisch günstiger ist, an geeignete Bindungspartner gebunden zu sein, anstatt als einzelnes (ungebundenes) Teilchen vorzuliegen.

Grundlage der Bindung sind elektrostatische Wechselwirkungen oder Wechselwirkungen der Elektronen zweier oder mehrerer Atome. In vielen Fällen spielen beide Bindungsmechanismen eine Rolle. Parameter, die zur Beschreibung einer Bindung wichtig sind und sich experimentell untersuchen lassen, sind die Bindungslänge als Maß für den Abstand zweier Atomkerne und die Bindungsenergie, die die Stärke einer Bindung angibt. Die chemische Bindung ist die Grundlage dafür, dass sich Moleküle und damit überhaupt chemische Verbindungen bilden können, und ist somit eine der wichtigsten Grundlagen der Chemie.

Chemische Bindungen können in verschiedene Typen eingeteilt werden. In Ionenkristallen herrscht die auf elektrostatischen Wechselwirkungen beruhende ionische Bindung vor, in Metallen die auf frei beweglichen Elektronen beruhende metallische Bindung. Die Bildung von Molekülen und Komplexen beruht dagegen auf lokalisierten Bindungen, die auf der Bildung von Elektronenpaaren basieren. Innerhalb der lokalisierten Elektronenpaarbindungen wird häufig zwischen der kovalenten Bindung, bei der jedes Atom ein Elektron zur Bindung beiträgt, und der koordinativen Bindung in Komplexen, bei der ein Elektronenpaar eines Liganden mit einem leeren Orbital des Zentralatoms wechselwirkt, unterschieden. In speziellen Fällen können Mehrzentrenbindungen auftreten. Metallische, ionische und kovalente Bindungen sind Idealisierungen der chemischen Bindungen.

Mitunter werden schwache Wechselwirkungen, wie die Van-der-Waals-Wechselwirkungen, Dipol-Wechselwirkungen und die Wasserstoffbrückenbindung zu den chemischen Bindungen gezählt. Jedoch sind dies keine festen chemischen Bindungen, sondern schwache Anziehungskräfte, die zwischen einzelnen Molekülen wirken.

Für die Beschreibung der Bindungen in Molekülen wurden in der theoretischen Chemie verschiedene Theorien aufgestellt, die jedoch alle nur möglichst exakte Näherungen der tatsächlichen Bindungssituation sind. Zu ihnen zählen die Valenzstruktur- und die Molekülorbitaltheorie.

Bindungen lassen sich durch die Zuführung von Energie, etwa in Form von Wärme oder Licht, spalten. Die dadurch entstehenden einzelnen Atome oder Moleküle haben häufig eine hohe Neigung, sich erneut zu binden. Die Neubindung kann an der vorher gespaltenen Stelle stattfinden, oder sie erfolgt an anderen Atomen oder Molekülen. Dies ist eine Grundlage für chemische Reaktionen.

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