Isolierte Doppelbindung

Isolierte Doppelbindung

Eine Doppelbindung ist eine Form der chemischen Bindung, bei der zwei Atome über zwei verschiedene Atombindungen verknüpft werden. Meist besteht eine Doppelbindung aus einer σ- und einer π-Bindung.

Entstehung einer "normalen" Doppelbindung
Es entsteht ein planares Molekül mit einer σ- und einer π-Bindung
Entstehung einer Doppelbindung bei höheren Kohlenstoffhomologen z. B. Si=Si, Ge=Ge, Sn=Sn, Pb=Pb
Es entsteht ein gewinkeltes Molekül (trans-bend-Winkel) mit zwei gebogenen σ-Bindungen

Inhaltsverzeichnis

Detailbeschreibung

Die Bindungsverhältnisse eines Moleküls der 2. Periode mit Doppelbindung lassen sich mit sp2 Hybrid-Orbitalen beschreiben. Die benachbarten Atome eines solchen Atoms mit sp2-Hybridisierung befinden sich in einer Ebene (das Molekül ist planar). Die Winkel zwischen den gebundenen Atome liegen meist nahe bei 120° (siehe VSEPR-Modell), der Abstand der bindenden Atome liegt bei etwa 1,34 Å. Das verbleibende Elektron befindet sich in einem Orbital mit reinem p-Charakter senkrecht zur Molekülebene. Jedes der beiden Atome, die durch die Doppelbindung verbunden sind, weisen jeweils ein solches einfach besetztes p-Orbital auf. Durch Kombination dieser beiden entsteht ein bindendes π-Orbital und ein antibindendes π*-Orbital.

Dieser Typ von Doppelbindung ist zwar nicht auf die 2. Periode beschränkt, doch findet man bei Doppelbindungen zwischen Elementen der höheren Perioden andere Bindungsmuster. Ursache hierfür sind einerseits generell geringere homonukleare Bindungsenergien bei größeren Atomen und andererseits eine geringere Hybridisierungstendenz der s- und p-Valenzorbitale. Das Zusammentreffen dieser Phänomene bringt es in bestimmten Fällen mit sich, dass die Energie, die benötigt wird, die dem Doppelbindungssystem zugrunde liegenden Molekülfragmente in einen bindungsfähigen Zustand zu bringen, durch die anschließend freiwerdende Bindungsenergie nicht mehr aufgebracht werden kann. In solchen Fällen erhält man entweder diese Fragmente, d. h. (Carbenhomologe oder Carbenanaloge Moleküle als isolierbare Verbindungen oder die Dimerisierung erfolgt über eine doppelte Lewis-Säure-Base-Reaktion und ergibt zwei Donator-Akzeptor-Bindungen (eine doppelte dative Bindung). Erkennbar ist eine solche Doppelbindung, die beispielsweise bei den höheren Kohlenstoffhomologen beobachtet wird, an einer charakteristischen Struktur (trans-bent-Abwinkelung der Substituenten) sowie der geringen Energie, die zur Bindungstrennung notwendig ist. Die Dissoziationsenergie kann sogar deutlich kleiner sein als für eine normale kovalente Einfachbindung. Typische Beispiele für derartige Doppelbindungssysteme sind Distannene (R2Sn=SnR2) und Diplumbene (R2Pb=PbR2).

Mehrere Doppelbindungen, die durch nur eine Einfachbindung getrennt sind, bezeichnet man als konjugiert, direkt aneinander grenzende als kumuliert und bei mehr als einer Einfachbindung bis zur nächsten Doppelbindung als isoliert.

Die Energielücke zwischen dem bindendem π und dem antibindendem π*-Orbital ist in der Regel kleiner als die Energielücke zwischen einem entsprechenden σ- und einem antibindenden σ*-Orbital. Im Falle konjugierter Doppelbindungen sinkt die Anregungsenergie soweit ab, dass bereits sichtbares Licht ausreichen kann, um ein Elektron in ein leeres Orbital anzuheben. Dabei wird um so weniger Energie (längerwelliges Licht) benötigt, je größer die Anzahl der konjugierten Doppelbindungen ist (siehe hierzu auch: Teilchen im Kasten). Im Falle von Carotin mit zehn konjugierten Doppelbindungen wird blaues Licht absorbiert und das Molekül erscheint orange (die Komplementärfarbe orange entsteht aus der Subtraktion des blauen Anteils vom eingestrahlten weißen Licht).

Beispiele

Ein typisches Beispiel für eine Doppelbindung zwischen C und O ist Harnstoff

Doppelbindung wird durch zwei parallele Linien dargestellt

Typische Chemische Reaktionen von Molekülen mit Doppelbindung

  1. C=C Doppelbindung (Alkene):
    • Elektrophile Addition an die Doppelbindung
      • ein weiteres (elektrophiles) Molekül lagert sich entweder nach Angriff von E+ (E+ = Elektrophil) und ionischer Zwischenstufe unter Bruch der Doppelbindung an das Molekül an oder bei Elektrophilen mit größeren Atomen (z. B. Brom) unter Bildung einer ringförmigen, ionischen Zwischenstufe („-onium-Ion“, hier also Bromonium-Ion) mit anschließendem Rückseitenangriff des Restes (im Beispiel Br).
    • Radikalische Addition an die Doppelbindung
      • ein Molekül, dessen Bindung leicht homolytisch (in zwei Radikale) spaltbar ist, (z. B. Chlor) wird unter Licht (UV) in zwei Radikale gespalten, die dann die Doppelbindung angreifen.
  2. C=O-Doppelbindung (Carbonyl, Keton, Aldehyd, Carbonsäure, Carbonsäureester):
  3. C=N-Doppelbindung
  4. Perizyklische Reaktionen

weitere Reaktionen siehe auch Namensreaktionen, Kumulierte Doppelbindung.

Siehe auch


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Doppelbindung — Dọp|pel|bin|dung 〈f. 20; Chem.〉 Verbindung zweier Atome durch je zwei Elektronenpaare, z. B. die Verbindung der Kohlenstoffatome im Ethen, H2C=CH2 * * * Dọp|pel|bin|dung: in chem. Verb. zwischen zwei gleich oder verschiedenartigen Atomen… …   Universal-Lexikon

  • Kumulierte Doppelbindung — Bei kumulierten Doppelbindungen liegen zwei Doppelbindungen benachbart. Einfache Verbindungen mit kumulierten Doppelbindungen sind z. B. das Propadien (Allen) H2C=C=CH2 und das Kohlenstoffdioxid O=C=O. Ein Kohlenstoffatom zwischen zwei… …   Deutsch Wikipedia

  • Elektrophile Addition — Die Elektrophile Addition (AE) ist ein Reaktionsmechanismus der Organischen Chemie, bei der ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkene oder Alkine) mit verschiedenen Stoffklassen reagieren. Gemeinsames Merkmal elektrophiler Additionen ist, dass die… …   Deutsch Wikipedia

  • Bindungsarten — Die chemische Bindung ist ein physikalisches 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Metallcharakter — Die chemische Bindung ist ein physikalisches 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Ascorbat — Strukturformel L Ascorbinsäure Allgemeines Trivialname Vitamin C Andere Namen …   Deutsch Wikipedia

  • Ascorbinsäure — Strukturformel L Ascorbinsäure Allgemeines Triv …   Deutsch Wikipedia

  • Askorbinsäure — Strukturformel L Ascorbinsäure Allgemeines Trivialname Vitamin C Andere Namen …   Deutsch Wikipedia

  • Chemische Bindung — 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… …   Deutsch Wikipedia

  • Dehydroascorbinsäure — Strukturformel L Ascorbinsäure Allgemeines Trivialname Vitamin C Andere Namen …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”