Was ist eine kovalente Bindung in der Chemie?

Eine kovalente Bindung in der Chemie ist eine chemische Verbindung zwischen zwei Atomen oder Ionen, in denen sich die Elektronenpaare teilen. Eine kovalente Bindung kann auch als Molekülbindung bezeichnet werden. Zwischen zwei Nichtmetallatomen bilden sich kovalente Bindungen mit identischen oder relativ engen Elektronegativitätswerten. Diese Art der Bindung kann auch in anderen chemischen Spezies wie Radikalen und Makromolekülen gefunden werden. Der Begriff "kovalente Bindung" wurde erstmals 1939 verwendet, obwohl Irving Langmuir 1919 den Begriff "Kovalenz" einführte, um die Anzahl der Elektronenpaare zu beschreiben, die sich benachbarte Atome teilen.

Die Elektronenpaare, die an einer kovalenten Bindung teilnehmen, werden als Bindungspaare oder gemeinsame Paare bezeichnet. Durch die gemeinsame Nutzung von Bindungspaaren kann jedes Atom eine stabile äußere Elektronenhülle erhalten, ähnlich wie bei Edelgasatomen.

Polare und unpolare kovalente Bindungen

Zwei wichtige Arten von kovalenten Bindungen sind unpolare oder reine kovalente Bindungen und polare kovalente Bindungen. Unpolare Bindungen treten auf, wenn Atome Elektronenpaare gleichermaßen teilen. Da nur identische Atome (mit der gleichen Elektronegativität) tatsächlich die gleichen Anteile haben, wird die Definition erweitert, um die kovalente Bindung zwischen Atomen mit einem Elektronegativitätsunterschied von weniger als 0,4 einzuschließen. Beispiele für Moleküle mit unpolaren Bindungen sind H₂, N₂, und CH₄.

Mit zunehmender Elektronegativitätsdifferenz ist das Elektronenpaar in einer Bindung enger mit einem Kern verbunden als mit dem anderen. Wenn der Elektronegativitätsunterschied zwischen 0,4 und 1,7 liegt, ist die Bindung polar. Wenn der Elektronegativitätsunterschied größer als 1,7 ist, ist die Bindung ionisch.

Beispiele für kovalente Bindungen

Zwischen dem Sauerstoff und jedem Wasserstoff in einem Wassermolekül besteht eine kovalente Bindung (H₂Ö). Jede der kovalenten Bindungen enthält zwei Elektronen, eines aus einem Wasserstoffatom und eines aus dem Sauerstoffatom. Beide Atome teilen sich die Elektronen.

Ein Wasserstoffmolekül, H₂, besteht aus zwei Wasserstoffatomen, die durch eine kovalente Bindung verbunden sind. Jedes Wasserstoffatom benötigt zwei Elektronen, um eine stabile äußere Elektronenhülle zu erhalten. Das Elektronenpaar wird von der positiven Ladung beider Atomkerne angezogen, die das Molekül zusammenhält.

Phosphor kann entweder PCl bilden₃ oder PCl₅. In beiden Fällen sind die Phosphor- und Chloratome durch kovalente Bindungen verbunden. PCl₃ nimmt die erwartete Edelgasstruktur an, in der die Atome vollständige äußere Elektronenschalen erreichen. Doch PCl₅ ist auch stabil, daher ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass kovalente Bindungen in der Chemie nicht immer der Oktettregel entsprechen.