Elektronenformel

Kernidee

Die Elektronenformel, auch Lewis-Formel oder Lewis-Struktur genannt, ist eine chemische Strukturformel. Sie zeigt den Aufbau eines Moleküls, indem sie die einzelnen Atome und ihre Valenzelektronen darstellt. Valenzelektronen sind die Elektronen in der äußersten Elektronenschale eines Atoms; sie sind für chemische Bindungen und chemische Reaktionen entscheidend.

Die Elektronenformel ist damit eine Symbolschreibweise, die mehr Informationen über die Struktur eines Moleküls enthält als zum Beispiel eine Summenformel oder Verhältnisformel. Während eine Summenformel nur angibt, welche Atome in welcher Anzahl vorkommen, soll die Elektronenformel sichtbar machen, wie Atome in einem Molekül zusammenhängen und welche Außenelektronen beteiligt sind.

Darstellung

In der Elektronenformel steht das Elementsymbol für den Atomrumpf. Damit sind der Atomkern und die inneren Elektronenschalen gemeint. Die Valenzelektronen in der äußersten Elektronenschale werden als Punkte eingezeichnet.

Ein Atom kann in dieser Darstellung ein bis acht gebundene und ungebundene Valenzelektronen besitzen. Diese Punkte werden möglichst auf vier Positionen um das Elementsymbol verteilt. Die Darstellung bleibt bewusst knapp, weil für chemische Bindungen vor allem die Valenzelektronen wichtig sind.

Nutzen

Mit der Elektronenformel lassen sich Atome zu Molekülen kombinieren. Wenn die atomare Zusammensetzung kleiner Moleküle bekannt ist, kann man mit ihrer Hilfe den molekularen Aufbau einer Verbindung vorhersagen.

Für Schülerinnen und Schüler ist die Elektronenformel besonders wichtig, weil sie erklärt, welche Elektronen bei Bindungen eine Rolle spielen. Sie verbindet also die Teilchenebene der Atome mit der Struktur eines Moleküls.

Abgrenzung zur Valenzstrichformel

Die Elektronenformel unterscheidet sich von der Valenzstrichformel dadurch, dass die Valenzelektronen der Nichtmetallatome einzeln als Punkte dargestellt werden. In der Valenzstrichformel werden Elektronenpaare dagegen zu sogenannten Valenzstrichen zusammengefasst.

Die Begriffe werden jedoch nicht überall einheitlich verwendet. Teilweise wird „Elektronenformel“ auch synonym für „Valenzstrichformel“ benutzt; die Valenzstrichformel wird dann auch „Elektronenformel nach Lewis“ genannt.

Mischformen

Es gibt auch eine Mischform der Schreibweise. Dabei ersetzt ein Strich jeweils zwei Außenelektronen, also ein freies Elektronenpaar oder nichtbindendes Elektronenpaar, das dasselbe Orbital besetzt.

Punkte stehen in dieser Mischform für einzelne Elektronen eines Elektronenpaares. Das ist eine Information, die in der reinen Valenzstrichschreibweise nicht dargestellt werden kann.