Wikijunior Die Elemente/ Molekül

DNA ist ein sehr kompliziertes Molekül und unentbehrlich für alles bekannte Leben

Was ist ein Molekül?

Ein Molekül besteht aus zwei oder mehreren Atomen, welche durch eine Chemische Bindung zusammengehalten werden. Moleküle können aus gleichen oder unterschiedlichen Elementen bestehen.

Wo findet man Moleküle?

Ein Wassermolekül (H₂O) besteht aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O)

Fast alles besteht aus Molekülen, auch die Luft, die du atmest, und das Wasser, das du trinkst! In der Luft, bewegen sich die Sauerstoff-Atome meistens zusammen mit einem Partner (2 x O = O₂), genau wie Wasserstoff (2 x H = H₂) und Stickstoff (N₂). Wasser besteht aus zwei Wasserstoff-Atomen und einem Sauerstoff-Atom (H₂O).

Wie verbinden sich Atome?

Atome können miteinander verbinden und so Moleküle und Verbindungen bilden. Eine Verbindung ist ein Molekül, das mehr als ein Element enthält.

Wie verbinden sie sich? Es hat mit elektrischen Ladungen zu tun. Verschiedene elektrische Ladungen ziehen sich ähnlich wie Magnete an. Der Kern eines Atoms ist positiv geladen und die Elektronen negativ. Atome bilden wegen ihrer Elektronen Moleküle. Besonders Elektronen die in den äußeren Orbitalen sitzen bestimmen welche Atome sich zu Molekülen binden. Elektronen können Atome auf mehrere Arten verbinden:

Wenn ein Atom allein ist, also bevor es mit irgendetwas reagiert hat, hat es die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen. Mit einer gleichen Anzahl von Protonen und Elektronen, heben sich die Ladungen gegenseitig auf und das Atom hat keine Ladung. Elektronen können aber wandern. Dort wo sie hinwandern befindet sich nun eine negative Ladung und dort wo sie herkommen eine positive. Jetzt kann das Atom andere Atome anziehen.

Ionische Bindungen

Manchmal verfügen Atome nicht über eine gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen. Wenn ein Atom ein Elektron verliert, hat das Atom eine positive Ladung und wenn ein Atom ein Elektron erhält, eine negative Ladung. Atome mit einer Ladung heißen Ionen. Ionen mit positiver Ladung und Ionen mit negativer Ladung ziehen einander an. Du kannst sie dir wie zwei Magneten vorstellen.

Wenn aber ein Atom eines seiner Elektronen an ein anderes Atom abgibt, werden die beiden Atome zu Ionen. Diese Ionen verbinden sich auch und werden durch Anziehungskräfte zusammengehalten. Diese Bindungen heißen Ionen-Bindungen, weil ein Atom, das weniger oder mehr Elektronen hat als Protonen, Ion genannt wird. Kochsalz ist eine solche Ionen-Bindung und es ist ziemlich hart. Es besteht aus Natrium- und Chlorionen. Das explosive Natrium verliert ein Elektron an das Chlorgas, das in seiner natürlichen Form gefährlich giftig ist. Durch diese Reaktion entsteht ein neuer Stoff, der harmlos ist.

Was sind Ionen?

Ionen sind positiv oder negativ geladene Elemente. Ein neutrales Element besitzt gleich viele Elektronen wie Protonen. Ionen sind geladen, wenn sie ein oder mehrere Elektronen aufgenommen oder abgegeben haben. Ein positiv geladenes Ion (= hat Elektronen abgegeben) nennt man Kation. Ein negativ geladenes Ion (= hat Elektronen aufgenommen) nennt man Anion.

Kovalente Bindungen

Nicht alle Verbindungen entstehen dadurch, dass Elektronen weggegeben werden. Atome können Elektronen gemeinsam benutzen. Die gemeinsam benutzten Atome werden von beiden Atomkernen angezogen. Dies nennt man eine kovalente Bindung. Wenn beide Atome die Elektronen gleich stark anziehen spricht man von einer rein kovalenten Bindung. Solche Bindungen gibt es in gasförmigem Wasserstoff, Sauerstoff, oder Stickstoff. Wenn sie verschieden stark sind von einer polar kovalenten Bindung.

Einige Atome haben eine hohe Anziehungskraft, wie Sauerstoff, Stickstoff, Chlor und Fluor. Einige haben eine geringe Anziehungskraft wie Metalle, Kohlenstoff und Wasserstoff. Elemente mit gleicher oder ähnlicher Anziehungskraft bilden rein kovalente Bindungen.

Metallbindung

Eine etwas andere Art des Teilens, findet man bei den Metallen: Viele Atome teilen sich Elektronen. Sie können rasch Elektronen abgeben oder aufnehmen. Bildlich gesehen umspült ein Meer von Elektronen Inseln von Atomkernen. Metallischen Bindungen existieren nur in Metallen, wie z. B. Aluminium, Gold, Kupfer.

Da die Elektronen wandern können, leiten Metalle den elektrischen Strom. Dabei entstehen Ladungsunterschiede, die das Metall fest und biegbar machen. Auch der silberne und goldene Glanz der Metalle beruht auf den Bewegungen der Elektronen.

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