Lewis-Formel: Moleküle Schritt für Schritt zeichnen

Das Elementsymbol steht für den Atomrumpf: den Atomkern und die inneren Elektronen. Eingezeichnet werden nur die Valenzelektronen, also die Elektronen der äußersten Schale. Sie sind für Bindungen wichtig. Auf dieser Seite stehen Striche zwischen Atomen für bindende Elektronenpaare. Freie Elektronenpaare zeichnen wir als jeweils zwei Punkte am zugehörigen Atom. Die Zeichnung zeigt die Verknüpfung und Elektronenverteilung, nicht unbedingt die räumliche Form.

Bei Hauptgruppenelementen hilft die Hauptgruppe, die Valenzelektronen zu zählen. Hier brauchst du: H hat 1, C hat 4, O hat 6, F und Cl haben je 7. Die Oktettregel ist eine schulische Hilfe: Viele Atome zählen in einfachen Molekülen acht Außenelektronen. H hat schon mit zwei Elektronen eine volle erste Schale: die Duettregel. Die Oktettregel gilt nicht ausnahmslos.

Für einfache ungeladene Moleküle: Schreibe alle Atome auf und addiere ihre Valenzelektronen. Wähle eine Anordnung: Ein Atom, das mehrere Bindungen bilden kann, steht meist in der Mitte; H bildet nur eine Bindung. Verbinde Nachbarn zunächst durch Einfachbindungen. Ergänze freie Paare zuerst an den äußeren Atomen bis zum Oktett; H erhält keine freien Paare. Verteile übrige Elektronen am Zentralatom. Fehlt dort ein Oktett, verschiebe freie Paare benachbarter Atome in die Bindungen; so entstehen Mehrfachbindungen, ohne dass neue Elektronen hinzukommen. Zähle zuletzt alle Elektronen und prüfe Duett und Oktett.

Im Wasser H₂O steht H für Wasserstoff und O für Sauerstoff. Das Molekül besitzt insgesamt 2 \cdot 1 + 6 = 8 Valenzelektronen. Sauerstoff steht in der Mitte und bildet zu jedem H-Atom eine Einfachbindung.

Zwei O-Atome im Sauerstoffmolekül O₂ bringen zusammen 2 \cdot 6 = 12 Valenzelektronen mit. Mit nur einer O–O-Bindung und insgesamt zwölf Elektronen können nicht beide O-Atome ein Oktett erhalten. In der Lewis-Formel zeichnest du deshalb eine Doppelbindung.

Im Methanmolekül CH₄ hat Kohlenstoff vier Valenzelektronen, jedes H-Atom eines. Insgesamt sind es 4 + 4 \cdot 1 = 8 Valenzelektronen.

CO₂ enthält ein C-Atom mit vier und zwei O-Atome mit je sechs Valenzelektronen.

1 \cdot 4 + 2 \cdot 6 = 16

Das sind acht Elektronenpaare. Die Anordnung O–C–O setzt C in die Mitte. Prüfe jede Lösung: Stimmt die Gesamtzahl der eingezeichneten Valenzelektronen? Hat H zwei und haben C und O in diesen einfachen Beispielen acht gezählte Elektronen? Sind bindende und freie Paare klar unterschieden? Ein bindendes Paar zählt bei der Oktettprüfung für beide Atome, für die Gesamtzahl des Moleküls aber nur einmal.