3.1 Molekyler

I en ionforbindelse afgiver et metal elektroner til et ikke-metal. Når to ikke-metaller mødes, mangler de begge elektroner, og ingen af dem afgiver nogen. De deler i stedet elektroner med hinanden, og derved dannes der et molekyle.

At dele elektroner

Et hydrogenatom har én elektron og mangler én for at have en fuld skal ligesom helium. To hydrogenatomer kan lægge deres elektroner sammen til et fælles elektronpar, som hører til begge atomer på én gang.

Figur 1: To hydrogenatomer deler deres elektroner. Det fælles elektronpar tæller med hos begge atomer.

Det fælles elektronpar holder de to atomer sammen, og bindingen kaldes en elektronparbinding. Et molekyle er en gruppe af atomer, der holdes sammen af elektronparbindinger, og det er kun ikke-metaller, der danner molekyler.

Oxygen har 6 elektroner i yderste skal og mangler 2 for at opfylde ædelgasreglen fra afsnit 1.3. Et oxygenatom kan derfor dele et elektronpar med hvert af to hydrogenatomer, og resultatet er et vandmolekyle, H2O.

Figur 2: Vandmolekylet tegnet med skaller. De to fælles elektronpar ligger der, hvor skallerne overlapper.

I molekylet har alle tre atomer en fuld yderste skal. Oxygens fire andre elektroner i yderste skal sidder to og to. Elektronpar, der ikke er med i en binding, kaldes frie elektronpar.

Elektronprikformler

Da det er besværligt at tegne skaller hver gang, bruger man ofte en elektronprikformel. Her skriver man atomets symbol og tegner elektronerne i den yderste skal som prikker omkring det.

Prikkerne sættes på symbolets fire sider. De første fire elektroner får hver sin side, og de næste danner par med dem, der allerede står der.

Figur 3: Elektronprikformler for fem atomer. De elektroner, der står alene, kaldes uparrede. Hver uparret elektron kan danne én binding.

Når atomerne sættes sammen til et molekyle, tegnes de fælles elektronpar mellem symbolerne.

Figur 4: Vand som elektronprikformel og som stregformel. Elektronerne fra oxygen er blå, og elektronerne fra hydrogen er grønne.

En elektronprikformel kan kontrolleres ved at tælle elektronerne, hvor de fælles elektronpar tæller med hos begge atomer. I vandmolekylet har oxygen 8 elektroner omkring sig, og hvert hydrogenatom har 2.

Stregformler

I en stregformel tegnes hvert fælles elektronpar som en streg mellem atomerne, mens de frie elektronpar som regel ikke bliver tegnet med. Stregformlen er hurtig at tegne og viser tydeligt, hvilke atomer der sidder sammen.

Methan, CH4, består af ét carbonatom og fire hydrogenatomer. Carbon har 4 elektroner i yderste skal og mangler 4, mens hvert hydrogenatom mangler 1. Carbon deler derfor et elektronpar med hvert af de fire hydrogenatomer.

Figur 5: Methan som elektronprikformel og som stregformel.

Dobbeltbindinger og tripelbindinger

To atomer kan dele mere end ét elektronpar.

  • I en enkeltbinding deler atomerne ét elektronpar.
  • I en dobbeltbinding deler de to elektronpar.
  • I en tripelbinding deler de tre elektronpar.

Carbondioxid, CO2, består af ét carbonatom og to oxygenatomer. Carbon mangler 4 elektroner, og hvert oxygenatom mangler 2. Carbon deler derfor to elektronpar med hvert oxygenatom.

Figur 6: I stregformlen tegnes en dobbeltbinding med to streger og en tripelbinding med tre.

Nitrogen i luften består af molekyler med to nitrogenatomer, N2. Hvert nitrogenatom mangler 3 elektroner, så de to atomer deler tre elektronpar.

Hvor mange bindinger?

Et atom danner lige så mange bindinger, som det mangler elektroner i yderste skal. For de grundstoffer, der er flest af i levende organismer, giver det en enkel regel.

Grundstof Elektroner i yderste skal Mangler Antal bindinger
Hydrogen, H 1 1 1
Chlor, Cl 7 1 1
Oxygen, O 6 2 2
Nitrogen, N 5 3 3
Carbon, C 4 4 4

En dobbeltbinding tæller som to bindinger, og en tripelbinding tæller som tre. I CO2 har carbon to dobbeltbindinger, altså fire bindinger i alt.

VigtigtLær dem udenad

Carbon danner 4 bindinger, nitrogen 3, oxygen 2 og hydrogen 1.

Reglen er god til at kontrollere en stregformel, for har et carbonatom tre eller fem streger, er der en fejl i tegningen.

NoteKort sagt
  • Ikke-metaller deler elektroner med hinanden, og et fælles elektronpar er en elektronparbinding.
  • Et molekyle er en gruppe af atomer, der holdes sammen af elektronparbindinger.
  • I en elektronprikformel tegnes elektronerne i yderste skal som prikker, mens hvert fælles elektronpar er en streg i en stregformel.
  • Atomer kan dele ét, to eller tre elektronpar: enkeltbinding, dobbeltbinding og tripelbinding.
  • Carbon danner 4 bindinger, nitrogen 3, oxygen 2 og hydrogen 1.

Prøv selv: Elektronprikformler: byg molekyler, og find fejl i prikformler.

Se alle opgaver til emnet “Molekyler” (3.1)