Maschinenbau Werkstoffkunde (Fach) / Atomare Bindungen (Lektion)
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Es gibt verschiedene atomare Bindungen: die ionischen, die kovalenten und die metallischen Bindungen, die Dipolbindungen und die van-der-Waals-Kräfte.
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- ionische Bindung 1. Die ionische Bindung: die ionische Bindung entsteht zwischen zwei Atomen unterschiedlicher Elemente. Eins mit einer fast leeren Valenzschale und eins mit fast vollständig gefüllter Valenzschale, d.h. meist eine Alkalimetall und ein Halogen. Dies ist eine sehr starke Bindung.
- kovalente Bindungen 2. Die kovalente Bindung: kovalente Bindungen entstehen zwischen zwei Atomen des selben Elements. Bei ihr werden im Gegensatz zu der ionischen Bindung die Elektronen nicht von einem Atom auf das andere übertragen, damit beide die Edelgaskofiguration erreichen, sondern die beiden Atome teilen sich die Elektronen. Dadurchh entsteht eine sogenannte Elektronenwolke um die Atome. Sie erreichen sozusagen auch die Edelgaskonfiguration. Die Atome die an dieser Bindung typischerweise teilnehmen, sind Atome mit geringer Elektronegativität, wie beispielsweise Kohlenstoff.
- metallische Bindung 3. Die metallische Bindung: Wie der Name schon sagt, entsteht diese Bindung zwischen Metallen. Metalle haben generell nicht viele Elektronen, deswegen fällt es ihnen schwer sich aneinander zu binden. Um ihr Valenzband trotzdem mehr zu füllen, gehen sie mit vielen Nachbar um sich herum Bindungen ein. So haben Metallatome in einer Ebene 6 direkte Nachbarn und in 3 Ebenen 12 direkte Nachbaratome. Dadurch dass das Valenzband hier nicht komplett gefüllt ist, fließt Strom durch das Metall, wenn eine Spannung angelegt wird.
- Dipolbindung 4. Dipolbindung: Dipolbindungen werden auch Wasserstoffbrückenbindungen (WBB) genannt, da sie vor allem bei Wasser auftreten. Durch die Elektronegativität der beiden Atome gibt es eine Ladungsverschiebung zwischen den Atomen. So wird bei Wasser Sauerstoff negativer geladen und der Wasserstoff positiver, da Sauerstoff eine sehr hohe Elektronegativität besitzt.
- van-der-Waals-Kräfte 5. Van-der-Waals-Kräfte: Die van-der-Waals-Kräfte sind der Dipolbindung sehr ähnlich, nur entstehen sie eher bei Edelgasen, die sich ja normalerweise nicht binden, da sie schon die Edelgaskonfiguration erreicht haben. Zu irgendeinem nicht vorhersehbarem Zeitpunkt ist eine Seite des Edelgases negativer als die andere und ein anderes Atom reagiert dann auf diesem temporären Dipol mit einer Ladungsverschiebung, was zu einer Bindung führt, allerdings einer sehr schwachen Bindung.