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Chemie für Quereinsteiger - Band 2 - Nichtmetall-Atome: Verknüpfung zu Molekülen und Gittern
6.1 Atome - Atome: räumlich gerichtete Bindefähigkeit

Die nahezu zweihundert Jahre der Beobachtungen im chemischen Labor haben ergeben, daß beispielsweise für die Elemente Schwefel und Stickstoff gilt: ein S-Atom betätigt überwiegend zwei, vier oder sechs Bindefähigkeiten, ein N-Atom drei und fünf. Trotz des Wechselns dieser Bindefähigkeiten sind aber doch Regelmäßigkeiten zu beobachten: Nichtmetall-Atome unterschreiten im allgemeinen einen Minimalwert von Bindefähigkeiten nicht, beim S-Atom ist es die Bindefähigkeit zwei. Ebenfalls überschreiten sie einen bestimmten Maximalwert in der Regel nicht, beim S-Atom die Bindefähigkeit sechs. Mit diesen Einschränkungen wird das Kombinationssystem weitaus übersichtlicher als ohne sie. Ein Atom mit einer einzigen Bindefähigkeit, eines mit sieben oder acht Bindefähigkeiten kann dann eben kein S-Atom sein.

Weiterhin wird die Kenntnis der Anzahl der Bindefähigkeiten dadurch erleichtert, daß diese mit der Stellung des Atoms im Periodensystem gekoppelt sind. Die maximale Bindefähigkeit wird in der Regel durch die Hauptgruppe angegeben, in der das betreffende Atom zu finden ist. Sie beträgt beispielsweise beim Xe-Atom 8, beim Cl-Atom 7, beim S-Atom 6, beim N-Atom 5, beim C-Atom 4.

Die minimale Bindefähigkeit findet man in der Regel, wenn man die Hauptgruppenzahl von der Zahl 8 abzieht. Sie lautet beispielsweise für das Xe-Atom 0, für das Cl-Atom 1, für das S-Atom 2, für das N-Atom 3, für das C-Atom 4. Ein Atom mit zwei gerichteten Bindefähigkeiten kann daher im allgemeinen kein N- oder P-Atom sein. Diese Systematisierung stellt zwar keine Gesetzmäßigkeiten dar, sondern Regeln, die Grenzen und Ausnahmen besitzen:

Regel 1: Die Atome von der 4. bis zur 8. Hauptgruppe betätigen mindestens so viele gerichtete Bindefähigkeiten wie die Zahl 8 minus Nummer der Hauptgruppe.
Regel 2: Die Atome von der 4. bis zur 8. Hauptgruppe betätigen maximal so viele gerichtete Bindefähigkeiten, wie die Hauptgruppennummer angibt.


Als Ausnahmen von dieser Regel sollte man von Anbeginn zur Kenntnis nehmen: Das H-Atom (der 7. Hauptgruppe zugeordnet) betätigt immer nur eine Bindefähigkeit. Das O-Atom betätigt meistens ebenfalls nur die minimale Bindefähigkeit, also zwei. Die Atome der 8. Hauptgruppe, der Edelgase, betätigen überhaupt fast niemals ihre Bindefähigkeiten: Bekannt sind bisher nur Kombinationen der Atome des Kryptons und Xenons mit anderen Atomen. Bisher wurden Xe-Atome als einzige Edelgas-Atome beobachtet, die die maximale Bindefähigkeit 8 erreichen.