Hermann Keimeyer und Chemische Bindung: Unterschied zwischen den Seiten

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'''Hermann Keimeyer''' (* 6.10.1933 in [[Wikipedia:Stuttgart|Stuttgart]], † 22.10.2016 in [[Wikipedia:Überlingen|Überlingen]]) war ein deutscher [[Esoterik]]er und [[Anthroposophie|Anthroposoph]]. Er begründete, nachdem er mit 16 Jahren die [[Anthroposophie]] als seinen spirituellen Weg kennengelernt hatte, in Stuttgart ab seinem 40. Lebensjahre, -  ab dem man erst für die weiße Loge arbeiten darf, nach einem Brief von Rudolf Steiner an seine Frau Marie Steiner ([[GA 262]], S 22), -  einen ''Arbeitskreis Meditationsschulung'', und veröffentlichte später mehrere Werke zur Meditationsschulung und ähnlich wie sein Duzfreund [[Willi Seiß]] auch die Ergebnisse seiner eigenständigen esoterischen Forschungen.
Die '''chemische Bindung''' verbindet [[Atom]]e oder [[Ion]]en zu [[Molekül]]en bzw. [[Chemische Verbindung|chemischen Verbindungen]], die [[Energie|energetisch]] stabiler sind als die getrennten Bestandteile. Sie beruht auf der [[Wechselwirkung]] der [[Elektron]]en aus der äußersten [[Elektronenschale]] der an der Bindung beteiligten Atome.
Einer seiner geistigen Lehrer war [[Paul Schofer]].<ref>Gemäß Biographie auf der Homepage Keimeyers: http://www.hermannkeimeyer.de/biographie?task=view&id=15</ref>


== Leben ==
== Grundlagen ==
Hermann Keimeyer wurde zuerst im elterlichen Schuhgeschäft tätig, bevor er 2 Jahre als Verlagsvertreter der Tageszeitung „Stuttgarter Nachrichten“ beschäftigt war. Anschließend
war er für 23 Jahre Operator im Rechenzentrum bei Raiffeisen, WLZ, Zentralverwaltung in Stuttgart, bevor er seit 1976 als Hausmann und Schriftsteller tätig wurde. Er hat 8 Kinder mit zwei Ehefrauen großgezogen.


Zuletzt wohnte Hermann Keimeyer in Überlingen-Bambergen. Zu seinem 75. Geburtstag erschien eine Würdigung seiner Tätigkeiten in einer örtlichen Tageszeitung.<ref>http://www.suedkurier.de/region/bodenseekreis-oberschwaben/ueberlingen/Keimeyer-ist-75-geworden;art372495,3454759</ref> Sein Werk wird in der anthroposophischen Öffentlichkeit nicht nur mit Sympathie betrachtet, vor allem, da Hermann Keimeyer selten ein Blatt vor den Mund nimmt, wenn ihm Kritik an der [[Anthroposophische Gesellschaft|Anthroposophischen Gesellschaft]] und ihrer Akteure, angebracht zu sein scheint.  
Atome bestehen nach heutiger [[naturwissenschaft]]licher Sicht aus einem elektrisch positiv geladenen [[Atomkern]] und einer Hülle aus negativ geladenen [[Elektron]]en. Als Teilchen mit halbzahligen [[Spin]] sind sie nach den Gesetzen der [[Quantentheorie]] sogenannte [[Fermionen]], die dem [[Pauli-Prinzip]] unterliegen, nach dem die Elektronen der Hülle nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen dürfen. Sie können sich daher nicht im untersten, energieärmsten Niveau zusammendrängen, sondern müssen sich auch auf höhere, ausgedehntere und energiereichere [[Elektronenschale]]n bzw. [[Atomorbital]]e verteilen. Sie bedingen dadurch die relativ große räumliche Ausdehnung der Elektronenhülle, die den Atomkern um das 20.000- bis 150.000-fache übertrifft. Die Elektronen der äußersten Schale, der sogenannten [[Valenzschale]], bestimmen die [[Chemie|chemische Eigenschaften]] eines Atoms und seine Stellung im [[Periodensystem der chemischen Elemente]].  


Hermann Keimeyer selbst ist nicht mehr Mitglied der Anthroposophischen Gesellschaft, er trat seinerzeit nach heftiger Kritik an seinen esoterischen Forschungen dort freiwillig aus: "Es war vor Jahrzehnten, daß der damalige Generalsekretär der AAG in  Deutschland [[Heten Wilkens]] mich in einem öffentlichen Vortrag , "als pathologischen Fall bezeichnete ", "der, wenn er, (Hermann Keimeyer ) nicht selber gehen würde, dann würde man ihn ausschließen", - daraufhin trat ich aus ......später traf ich Herrn Wilkens nachmittags vor dem Rudolf Steiner Haus in Stuttgart und sprach ihn, - er  ist inzwischen verstorben  , - so an, "Hallo Herr Generalsekretär, ich werde bald an den Bodensee (Lake of Constanz) umziehen mit meiner Frau der Oberstudienrätin, und mit 5 Kindern, das 6. bleibt bei ihrer Tante in Stuttgart,- und ich möchte mich mit ihnen aussöhnen, bei mir sagte ich, -  verkehren ihre größten Redner vom Rudolf Steiner Haus und wollen meine Rundbriefe und suchen das Gespräch mit mir und halten mich nicht für einen pathologischen Fall", wie Dr. [[Walter Bühler]] und Chr. Lindenberg, (nach diesem Gespräch mit Wilkens besuchte mich auch [[Rudolf Grosse]], der 18 Jahre der 1. Vorsitzender der AAG. war , mit seiner Frau für 2 Stunden, aber erst als er 84 war ), - darauf antwortete Herr Wilkens:"Also gut Herr Keimeyer und dabei gab er mir die Hand.-"<ref>http://www.hermannkeimeyer.de/index.php?option=com_content&task=view&id=15&Itemid=30</ref> In der [[Christengemeinschaft]], blieb Hermann Keimeyer aber fest verwurzelt.
[[Datei:H2O 2D labelled.svg|mini|150px|Bindungslängen und Bindungswinkel des Wassermoleküls (H<sub>2</sub>O)]]
Die Valenzschale erreicht ihren energetisch stabilsten Zustand, wenn sie mit der maximal möglichen Zahl von Elektronen vollständig aufgefüllt ist. Das ist aber nur bei den [[Edelgase]]n der Fall, die entsprechend reaktionsträge sind, da sie ihren stabilsten Zustand bereits erreicht haben. Atome mit unvollständig aufgefüllter Valenzschale können sich dadurch stabilisieren, dass sie solange von ihren Bindungspartnern Elektronen aufnehmen oder an diese abgeben, bis sie eine vollkommen abgeschlossene Außenschale erreicht haben. Die so aneinander gebunden Atome erreichen damit gemeinsam ihren stabilsten, energieärmsten Zustand. Nach der von [[w:Gilbert Newton Lewis|Gilbert Newton Lewis]] und [[w:Walther Kossel|Walther Kossel]] 1916 formulierten '''Edelgasregel''' sind chemische Verbindungen besonders stabil, wenn die daran beteiligten Atome die im [[Periodensystem]] nächstgelegene '''Edelgaskonfiguration''' ausbilden können. Mit Ausnahme des [[Helium]]s haben die Edelgase 8 Außenelektronen. Nach der darauf basierenden '''Oktettregel''' sind Verbindungen besonders stabil, wenn die gebundenen Atome dadurch 8 Elektronen haben und dadurch der Edelgaskonfiguration entsprechen.


Zuweilen wird Hermann Keimeyer beschuldigt ein spiritistisches Channel-[[Medium]] zu sein. Dieser Vorwurf wird jedoch von seinen Anhängern und Freunden energisch zurückgewiesen.<ref>Vgl. [[Michael Heinen-Anders]]: Aus anthroposophischen Zusammenhängen, BOD, Norderstedt Dezember 2010, S. 44 ISBN 978-3-8391-3032-2</ref>
Um eine chemische Bindung wieder zu spalten, muss eine entsprechende '''Bindungsenergie''' aufgewendet werden, die man meist in [[Joule]] pro [[Mol]] angibt. Die '''Bindungslänge''' ergibt sich aus dem von [[Atomkern]] zu Atomkern gemessene Abstand der aneinander gebundenen Atome. Bei [[kristall]]inen [[Feststoff]]en kann sie experimentell durch [[Kristallstrukturanalyse]] ermittel werden und liegt bei kovalenten Bindungen je nach den beteiligten Atomsorten typischerweise zwischen etwa 75 und 250 [[Pikometer|pm]] (1&nbsp;pm = 10<sup>−12</sup>&nbsp;m). Auf diesem Weg lassen sich auch die '''Bindungswinkel''' zwischen den einzelnen Bindungen eines [[Molekül]]s ermitteln. Bindungslängen und Bindungswinkel bestimmen die [[Molekülgeometrie]], die sich durch entsprechende [[Strukturformel]]n veranschaulichen lässt.


Hermann Keimeyer vertritt eine Variante der sogenannten [[Vergiftungsthese]]: Rudolf Steiner sei seit 1924 Gegenstand mehrerer Vergiftungsanschläge gewesen, die das Ziel gehabt hätten, ihn an das Bett zu fesseln und ihn unter pflegerische Kontrolle seiner Ärztin [[Ita Wegman]] zu halten, die große Ambitionen gehabt hätte, Rudolf Steiners Ehefrau, [[Marie Steiner]]-von Sivers, in der Gunst Rudolf Steiners zu übertrumpfen und auszustechen. Ein Mitglied einer amerikanischen [[Freimaurer]]loge soll Ita Wegmann zu ihren Giftattacken angestachelt haben.<ref>Aargauer Zeitung vom 27.12.2002, S. 5. Vgl. auch: Michael Heinen-Anders: Aus anthroposophischen Zusammenhängen, BOD, Norderstedt Dezember 2010, S. 34 - 35 ISBN 978-3-8391-3032-2</ref><ref>Die Vergiftungsthese generell ist nicht mit einer Beschuldigung Ita Wegmans zu verwechseln, daß ''sie'' es gewesen sein soll.</ref>
=== Elektronegativität ===


== Kritik ==
Eine relatives Maß für die Fähigkeit von Atomen, Elektronen zur Auffüllung ihrer Valenzschale an sich zu ziehen, bietet das 1932 von [[w:Linus Pauling|Linus Pauling]] (1901-1994) eingeführte Konzept der '''Elektronegativität''' (kurz: '''EN'''; Formelzeichen <math>\chi</math>). Atome mit nahezu vollständig gesättigter Valenzschale, wie etwa die [[Halogene]], nehmen sehr leicht Elektronen auf und haben eine entsprechend hohe Elektronegativität. Atome mit nur wenigen Außenelektronen, wie etwa die [[Alkalimetalle]], geben diese leicht an ihre Bindungspartner ab und haben daher eine geringe Elektronegativität.
Keimeyer empfängt nach eigener Aussage Botschaften aus der geistigen Welt, die er dann aufschreibt. Es ist fraglich, inwiefern man die so zustande kommenden Aussagen als [[Geisteswissenschaft]] bezeichnen kann, da Keimeyer als Schreiber ([[Medium]]) nicht sicher wissen kann, wer ihm die Feder [[Diktat|diktiert]]<ref>Einer Behauptung, daß so oder auf andere Art zustande gekommene Aussagen schon deshalb unwahr wären, weil Kriterien der "Wissenschaft" nicht genügt wird, muß widersprochen werden. Sie können sehr wohl wahr sein. Steiner selbst fordert auch immer wieder dazu auf, seine Forschungsergebnisse zu prüfen.</ref>.  


Zudem veröffentlicht Keimeyer angebliche frühere Inkarnationen von heute noch lebenden Personen. Um ein unverfängliches Beispiel zu nennen:
== Bindungsarten ==
[[Datei:Salze Natriumchloridgitter Kugeln.svg|mini|Das kubische Kristallgitter von Natriumchlorid; die positiven Natriumionen sind grün, die negativen Chloridionen blau dargestellt.]]
[[Datei:Ch4 hybridization.svg|mini|Die 4 bindenden sp<sup>3</sup>-[[Hybridorbitale]] von [[w:Methan|Methan]] (CH<sub>4</sub>), durch die 4 Wasserstoffatome kovalent an das zentrale Kohlenstoffatom gebunden sind.]]
[[Datei:Nuvola di elettroni.svg|mini|Ein Metallgitter aus positiv geladenen Atomrümpfen, die von frei beweglichen Elektronen umgeben sind.]]


"Hermann Keimeyer hat aus der geistigen Welt erfahren, dass die gegenwärtige Kanzlerin Angela Merkel die wiederinkarnierte Kaiserin Maria Theresia aus Östereich ist." Mitgeteilt auf der Homepage von Keimeyer am 1.11.2013.  
Auf rein [[physisch]]er Ebene entsprechen die drei Grundtypen der chemischen Bindung den [[Tria Principia]] des [[Paracelsus]]<ref>Gutmann/Hengge, S. 3</ref>:


Welchen Sinn, Zweck oder Wert können solche Mitteilungen haben? Es ist in diesem Fall vergleichsweise unproblematisch, da der Kanzlerin bzw. ihrer Politik damit kaum geschadet werden kann. In anderen Fällen kann die Veröffentlichung von früheren Inkarnationen sehr wohl Schaden anrichten, und es fragt sich, welche Motivation steckt hinter solchen Veröffentlichungen?<ref>Vgl. GA 266b, S 201f.</ref> Etwas anderes ist es, wenn Keimeyer z.B. mitteilt, [[Daskalos]] sei eine Inkarnation des Meister [[Hilarion]] gewesen. Solche Mitteilung kann eine günstige Auswirkung haben, wenn sie andere Menschen aufgeschlossen oder positiv eingestellt für diese Person und ihre Lehre macht.
* [[Sal]] entspricht der salzartigen [[#Ionische Bindung|ionischen Bindung]],
* [[Mercurius]] der [[#Metallische Bindung|metallischen Bindung]],
* [[Sulphur]] der [[#Kovalente Bindung|kovalenten Bindung]]


== Werke ==
=== Ionische Bindung ===
* "Rudolf Steiners Martyrium und Auferstehung", Selbstverlag, Owingen 1994
* "Ist die Radioaktivität eine Keimkraft des Mineralischen? Ja oder Nein?" Aus den: AVS*-Mitteilungen in Nr. 115, Michaeli 2003 (*AVS = Anthroposophische Vereinigung der Schweiz)
* "Wie kann die Arbeit des `Esoterischen Jugendkreises´ vertieft werden?", Überlingen o.J., 40 S.
* "Christian Rosenkreuz und seine Mission", Überlingen o.J. 30 S.
* "Okkulte Gefangenschaft der Anthroposophischen Gesellschaft?! Ja oder Nein?", Überlingen o.J. 37 S.
* "Wie findet man die Meister in höheren Welten? 2 Bände, DCS, Überlingen 2004/2005, 1400 S., ISBN 3-980-6206-4-6
* "Übersichtstafel zum anthroposophischen Schulungsweg", Überlingen o.J.


== Einzelnachweise ==
Die '''ionische Bindung''' (auch: '''Ionenbindung''') entsteht zwischen [[Chemische Elemente|chemischen Elementen]], deren Atome sich stark in ihrer [[#Elektronegativität|Elektronegativität]] unterscheiden. Das Atom mit der geringeren Elektronegativität gibt dadurch sehr leicht seine Außenelektronen an das elektronegativere Atom ab und wird dadurch wegen der nun überwiegenden Kernladung zu einem ein- oder mehrfach positiv geladenen [[Kation]]. Im Gegenzug erhält das elektronegativere Atom eine negative Überschussladung und wird dadurch in gleichem Maß zu einem negativ geladenen [[Anion]]. Die gegensätzlich geladenen [[Ion]]en werden durch die [[Elektrostatik|elektrostatische Anziehung]] fest aneinander gebunden und fügen sich in ein regelmäßig geordnetes [[Kristallgitter]] ein. Dadurch entstehen [[Salze|salzartige]], meist schwer schmelzbare [[Feststoffe]], die die Grundlage der [[Mineralwelt]] bilden. Ein typisches Beispiel ist das aus [[Natrium]] und [[Chlor]] gebildete [[Natriumchlorid]] (NaCl), das als [[Kochsalz]] wohlbekannt ist.
<references/>
 
=== Kovalente Bindung ===
 
Die '''kovalente Bindung''' (veraltet auch '''Atombindung''', '''Elektronenpaarbindung''' oder '''homöopolare Bindung'''), wie sie vor allem für [[organische Verbindung]]en typisch ist, entsteht zwischen Atomen mit gleicher oder vergleichbarer Elektronegativität. Eine Ionenbindung kann in diesem Fall nicht entstehen, statt dessen teilen die beteiligten Atome ein oder mehrere bindende Elektronenpaare und bilden durch Überlagerung der an der Bindung beteiligten zwei [[Atomorbital]]e ein gemeinsames bindendes und ein antibindendes '''Molekülorbital''' ('''MO''') aus, wobei aber nur das energetisch tiefer liegende bindende Molekülorbital von den beiden bindenden Elektronen besetzt wird. Die Atome werden dadurch zu einem [[Molekül]] verbunden. So verwandelt sich etwa der hochreaktive atomare [[Wasserstoff]] (H), der z.B. durch die Reaktion unedeler [[Metalle]] mit [[Säuren]] entsteht, praktisch augenblicklich in das wesentlich stabilere Wasserstoffmolekül (H<sub>2</sub>) um. Auch [[Stickstoff]] (N) und [[Sauerstoff]] (O) kommen in der [[Luft]] niemals in atomarer, sondern stets nur in molekularer Form vor, d.h. als N<sub>2</sub> bzw. O<sub>2</sub>.
 
<center><gallery widths="150px" heigths="150px" caption="Die Molekülorbitale des Wasserstoffmoleküls H<sub>2</sub>">
Wave functions binding.svg|Additive Überlagerung der Wellenfunktionen (bindend)
Dihydrogen-HOMO-phase-3D-balls.svg|Bindendes Molekülorbital
Wave functions anti-binding.svg|Subtraktive Überlagerung der Wellenfunktion (antibindend)
Dihydrogen-LUMO-phase-3D-balls.png|Antibindendes Molekülorbital
Wasserstoff-Orbitale.svg|Besetzungsschema der Molekülorbitale
</gallery></center>
 
Unterscheiden sich die Elektronegativitäten der Bindungspartner voneinander, entsteht eine '''polare Atombindung''', bei der sich die miteinander verbunden Atome zwar nicht zu [[Ion]]en verwandeln, aber doch positive und negative Partialladungen tragen.
 
==== Koordinative Bindung ====
 
Die '''koordinative Bindung''' (auch '''Donator-Akzeptor-Bindung''' oder veraltet '''dative Bindung''') ist eine besondere Form der Elektronenpaarbindung, bei der das bindende Elektronenpaar allein von einem der beiden Bindungspartner (dem ''Donator'') bereitgestellt wird. Sie bildet die Grundlage der '''Komplexchemie'''. Die koordinativ an das '''Zentralatom''' gebundenen Atome, Ionen oder Moleküle werden als '''Liganden''' (von [[lat.]] ''ligare'' „binden“) bezeichnet. Als Zentralatome kommen vor allem [[Metalle]] infrage, die über freie [[d-Orbital]]e verfügen, wie etwa [[Kupfer|Cu<sup>2+</sup>]], [[Magnesium|Mg<sup>2+</sup>]], [[Eisen|Fe<sup>2+</sup>]], [[Eisen|Fe<sup>3+</sup>]], [[Eisen|Fe<sup>0</sup>]], [[Chrom|Cr<sup>0</sup>]], [[Nickel|Ni<sup>2+</sup>]] und [[Nickel|Ni<sup>0</sup>]].
 
So sind etwa die vier [[w:Ammoniak|Ammoniak]]-Moleküle (NH<sub>3</sub>) in dem tiefblauen [[w:Tetraamminkupfersulfat|Tetraamminkupfer(II)-sulfat]] [Cu(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>]SO<sub>4</sub> koordinativ über das einsame Elektronenpaar des [[Stickstoff]]s an das zentrale Kupferatom gebunden.
 
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Auf ähnliche Weise ist auch das [[Kristallwasser]] in dem blauen [[w:Kupfersulfat|Kupfersulfat-Pentahydrat]] Cu[SO<sub>4</sub>]·5H<sub>2</sub>O und ähnlichen [[Salze]]n koordinativ  gebunden. Treibt man das Kristallwasser durch Erhitzen aus, bleibt das kristallwasserfrei farblos weißliche Kupfersulfat CuSO<sub>4</sub> zurück.
 
=== Metallische Bindung ===
 
[[Metalle]] haben nur relativ wenige Außenelektronen und geben diese auch ohne Reaktionspartner leicht ab. Dadurch entstehen leicht bewegliche freie Elektronen, die den Metallen ihre hohe [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrische]] und [[Wärmeleitung|thermische Leitfähigkeit]] verleiht.
 
== Siehe auch ==
 
* {{WikipediaDE|Chemische Bindung}}
* {{WikipediaDE|Ionische Bindung}}
* {{WikipediaDE|Kovalente Bindung}}
* {{WikipediaDE|Metallische Bindung}}
* {{WikipediaDE|Van-der-Waals-Kräfte}}
* {{WikipediaDE|Wasserstoffbrückenbindung}}
 
== Literatur ==


== Weblinks ==
* [[Viktor Gutmann]], Edwin Hengge: ''Allgemeine und anorganische Chemie'', 5. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1990, ISBN 978-3527281596
* [http://www.suedkurier.de/region/bodenseekreis-oberschwaben/ueberlingen/Keimeyer-ist-75-geworden;art372495,3454759 Kurzporträit von Hermann Keimeyer zu seinem 75. im ''Südkurier'']
* A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie'', 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1
* [http://www.hermannkeimeyer.de Webseite von Hermann Keimeyer]
* K. P. C. Vollhardt, Neil E. Schore, Holger Butenschön (Hrsg.): ''Organische Chemie'', 5. Auflage, Wiley-VCH 2011, ISBN 978-3527327546
* Paula Y. Bruice: ''Organische Chemie: Studieren kompakt'', 5. Auflage, Pearson Studium 2011, ISBN 978-3868941029, eBook {{ASIN|B00QV6QM0O}}


{{SORTIERUNG:Keimeyer, Hermann}}
== Einzelnachweise ==
[[Kategorie:Anthroposoph]]
[[Kategorie:Autor]]


<references />


{{Personendaten
[[Kategorie:Chemie]]
|NAME=Keimeyer, Hermann
|ALTERNATIVNAMEN=
|KURZBESCHREIBUNG=deutscher Esoteriker und Anthroposoph
|GEBURTSDATUM=1933
|GEBURTSORT=[[Stuttgart]]
|STERBEDATUM=
|STERBEORT=
}}

Version vom 31. Dezember 2018, 15:44 Uhr

Die chemische Bindung verbindet Atome oder Ionen zu Molekülen bzw. chemischen Verbindungen, die energetisch stabiler sind als die getrennten Bestandteile. Sie beruht auf der Wechselwirkung der Elektronen aus der äußersten Elektronenschale der an der Bindung beteiligten Atome.

Grundlagen

Atome bestehen nach heutiger naturwissenschaftlicher Sicht aus einem elektrisch positiv geladenen Atomkern und einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen. Als Teilchen mit halbzahligen Spin sind sie nach den Gesetzen der Quantentheorie sogenannte Fermionen, die dem Pauli-Prinzip unterliegen, nach dem die Elektronen der Hülle nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen dürfen. Sie können sich daher nicht im untersten, energieärmsten Niveau zusammendrängen, sondern müssen sich auch auf höhere, ausgedehntere und energiereichere Elektronenschalen bzw. Atomorbitale verteilen. Sie bedingen dadurch die relativ große räumliche Ausdehnung der Elektronenhülle, die den Atomkern um das 20.000- bis 150.000-fache übertrifft. Die Elektronen der äußersten Schale, der sogenannten Valenzschale, bestimmen die chemische Eigenschaften eines Atoms und seine Stellung im Periodensystem der chemischen Elemente.

Bindungslängen und Bindungswinkel des Wassermoleküls (H2O)

Die Valenzschale erreicht ihren energetisch stabilsten Zustand, wenn sie mit der maximal möglichen Zahl von Elektronen vollständig aufgefüllt ist. Das ist aber nur bei den Edelgasen der Fall, die entsprechend reaktionsträge sind, da sie ihren stabilsten Zustand bereits erreicht haben. Atome mit unvollständig aufgefüllter Valenzschale können sich dadurch stabilisieren, dass sie solange von ihren Bindungspartnern Elektronen aufnehmen oder an diese abgeben, bis sie eine vollkommen abgeschlossene Außenschale erreicht haben. Die so aneinander gebunden Atome erreichen damit gemeinsam ihren stabilsten, energieärmsten Zustand. Nach der von Gilbert Newton Lewis und Walther Kossel 1916 formulierten Edelgasregel sind chemische Verbindungen besonders stabil, wenn die daran beteiligten Atome die im Periodensystem nächstgelegene Edelgaskonfiguration ausbilden können. Mit Ausnahme des Heliums haben die Edelgase 8 Außenelektronen. Nach der darauf basierenden Oktettregel sind Verbindungen besonders stabil, wenn die gebundenen Atome dadurch 8 Elektronen haben und dadurch der Edelgaskonfiguration entsprechen.

Um eine chemische Bindung wieder zu spalten, muss eine entsprechende Bindungsenergie aufgewendet werden, die man meist in Joule pro Mol angibt. Die Bindungslänge ergibt sich aus dem von Atomkern zu Atomkern gemessene Abstand der aneinander gebundenen Atome. Bei kristallinen Feststoffen kann sie experimentell durch Kristallstrukturanalyse ermittel werden und liegt bei kovalenten Bindungen je nach den beteiligten Atomsorten typischerweise zwischen etwa 75 und 250 pm (1 pm = 10−12 m). Auf diesem Weg lassen sich auch die Bindungswinkel zwischen den einzelnen Bindungen eines Moleküls ermitteln. Bindungslängen und Bindungswinkel bestimmen die Molekülgeometrie, die sich durch entsprechende Strukturformeln veranschaulichen lässt.

Elektronegativität

Eine relatives Maß für die Fähigkeit von Atomen, Elektronen zur Auffüllung ihrer Valenzschale an sich zu ziehen, bietet das 1932 von Linus Pauling (1901-1994) eingeführte Konzept der Elektronegativität (kurz: EN; Formelzeichen ). Atome mit nahezu vollständig gesättigter Valenzschale, wie etwa die Halogene, nehmen sehr leicht Elektronen auf und haben eine entsprechend hohe Elektronegativität. Atome mit nur wenigen Außenelektronen, wie etwa die Alkalimetalle, geben diese leicht an ihre Bindungspartner ab und haben daher eine geringe Elektronegativität.

Bindungsarten

Das kubische Kristallgitter von Natriumchlorid; die positiven Natriumionen sind grün, die negativen Chloridionen blau dargestellt.
Die 4 bindenden sp3-Hybridorbitale von Methan (CH4), durch die 4 Wasserstoffatome kovalent an das zentrale Kohlenstoffatom gebunden sind.
Ein Metallgitter aus positiv geladenen Atomrümpfen, die von frei beweglichen Elektronen umgeben sind.

Auf rein physischer Ebene entsprechen die drei Grundtypen der chemischen Bindung den Tria Principia des Paracelsus[1]:

Ionische Bindung

Die ionische Bindung (auch: Ionenbindung) entsteht zwischen chemischen Elementen, deren Atome sich stark in ihrer Elektronegativität unterscheiden. Das Atom mit der geringeren Elektronegativität gibt dadurch sehr leicht seine Außenelektronen an das elektronegativere Atom ab und wird dadurch wegen der nun überwiegenden Kernladung zu einem ein- oder mehrfach positiv geladenen Kation. Im Gegenzug erhält das elektronegativere Atom eine negative Überschussladung und wird dadurch in gleichem Maß zu einem negativ geladenen Anion. Die gegensätzlich geladenen Ionen werden durch die elektrostatische Anziehung fest aneinander gebunden und fügen sich in ein regelmäßig geordnetes Kristallgitter ein. Dadurch entstehen salzartige, meist schwer schmelzbare Feststoffe, die die Grundlage der Mineralwelt bilden. Ein typisches Beispiel ist das aus Natrium und Chlor gebildete Natriumchlorid (NaCl), das als Kochsalz wohlbekannt ist.

Kovalente Bindung

Die kovalente Bindung (veraltet auch Atombindung, Elektronenpaarbindung oder homöopolare Bindung), wie sie vor allem für organische Verbindungen typisch ist, entsteht zwischen Atomen mit gleicher oder vergleichbarer Elektronegativität. Eine Ionenbindung kann in diesem Fall nicht entstehen, statt dessen teilen die beteiligten Atome ein oder mehrere bindende Elektronenpaare und bilden durch Überlagerung der an der Bindung beteiligten zwei Atomorbitale ein gemeinsames bindendes und ein antibindendes Molekülorbital (MO) aus, wobei aber nur das energetisch tiefer liegende bindende Molekülorbital von den beiden bindenden Elektronen besetzt wird. Die Atome werden dadurch zu einem Molekül verbunden. So verwandelt sich etwa der hochreaktive atomare Wasserstoff (H), der z.B. durch die Reaktion unedeler Metalle mit Säuren entsteht, praktisch augenblicklich in das wesentlich stabilere Wasserstoffmolekül (H2) um. Auch Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) kommen in der Luft niemals in atomarer, sondern stets nur in molekularer Form vor, d.h. als N2 bzw. O2.

Unterscheiden sich die Elektronegativitäten der Bindungspartner voneinander, entsteht eine polare Atombindung, bei der sich die miteinander verbunden Atome zwar nicht zu Ionen verwandeln, aber doch positive und negative Partialladungen tragen.

Koordinative Bindung

Die koordinative Bindung (auch Donator-Akzeptor-Bindung oder veraltet dative Bindung) ist eine besondere Form der Elektronenpaarbindung, bei der das bindende Elektronenpaar allein von einem der beiden Bindungspartner (dem Donator) bereitgestellt wird. Sie bildet die Grundlage der Komplexchemie. Die koordinativ an das Zentralatom gebundenen Atome, Ionen oder Moleküle werden als Liganden (von lat. ligare „binden“) bezeichnet. Als Zentralatome kommen vor allem Metalle infrage, die über freie d-Orbitale verfügen, wie etwa Cu2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Fe0, Cr0, Ni2+ und Ni0.

So sind etwa die vier Ammoniak-Moleküle (NH3) in dem tiefblauen Tetraamminkupfer(II)-sulfat [Cu(NH3)4]SO4 koordinativ über das einsame Elektronenpaar des Stickstoffs an das zentrale Kupferatom gebunden.

Auf ähnliche Weise ist auch das Kristallwasser in dem blauen Kupfersulfat-Pentahydrat Cu[SO4]·5H2O und ähnlichen Salzen koordinativ gebunden. Treibt man das Kristallwasser durch Erhitzen aus, bleibt das kristallwasserfrei farblos weißliche Kupfersulfat CuSO4 zurück.

Metallische Bindung

Metalle haben nur relativ wenige Außenelektronen und geben diese auch ohne Reaktionspartner leicht ab. Dadurch entstehen leicht bewegliche freie Elektronen, die den Metallen ihre hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit verleiht.

Siehe auch

Literatur

Einzelnachweise

  1. Gutmann/Hengge, S. 3