Assoziation (Chemie)

Definition und Grundlagen

In der Chemie bezeichnet Assoziation die Zusammenlagerung zweier oder mehrerer gleichartiger Moleküle zu größeren Molekülverbänden, den Assoziaten (früher auch Übermolekel genannt). Bewirkt wird die Assoziation durch zwischenmolekulare Kräfte. Assoziate können im gasförmigen oder flüssigen Aggregatzustand sowie in Lösungen vorliegen.

Die Assoziation ist ein Sonderfall der Aggregation. Bestehen die Verbände aus verschiedenen Molekülen, spricht man stattdessen von Aggregaten. Die Wechselwirkung eines Moleküls mit Lösungsmittelmolekülen heißt nicht Assoziation, sondern Solvatation – beide Prozesse können jedoch miteinander konkurrieren.

Oft sind Wasserstoffbrückenbindungen ursächlich für die Bildung von Assoziaten. Bei gleichzähligen Assoziaten liegen stöchiometrisch definierte Assoziationskomplexe vor, die mit ihren Ausgangsprodukten im Gleichgewicht stehen. Bei nur statistisch beschreibbaren ungleichzähligen Assoziaten wird der Begriff „Schwarmbildung“ verwendet.

Beispiele

• Wasser: Mehrere Wasser-Moleküle lagern sich zu Assoziaten zusammen.
• Fluorwasserstoff: Liegt sogar in der Gasphase gleichzählig assoziiert vor.
• Carbonsäuren: Liegen oft in flüssiger Phase und manchmal auch oberhalb des Siedepunktes als Dimere vor, z. B. Ameisensäure und Essigsäure. Die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen sind dafür verantwortlich.
• Alkohole und Phenole: Bilden ebenso wie einzelne Methanol-Moleküle (in flüssiger und fester Phase) ungleichzählige Assoziate über Wasserstoffbrückenbindungen.
• Ionenassoziation: Tritt z. B. beim Lösen von Salzen in wässriger Lösung auf.
• Hydrophobe Assoziation: Zusammenlagerung organischer Moleküle oder Molekülteile in wässriger Umgebung. Sie spielt z. B. bei der Biomembranbildung und bei der Proteinfaltung eine grundlegende Rolle. Hier sind weniger intermolekulare Wechselwirkungen entscheidend; die treibende Kraft ist ein Entropiegewinn.