Bindungsordnung

Die Bindungsordnung (Bindungsgrad) bezeichnet die Zahl der effektiven Bindungen in einem Molekül. Sie ist definiert als die Hälfte der Zahl, die sich aus der Differenz von bindenden und antibindenden Valenzelektronen (in den Molekülorbitalen) ergibt:

${\displaystyle \mathrm {BO} ={\frac {{\text{bindende Valenzelektronen}}-{\text{antibindende Valenzelektronen}}}{2}}}$

In zweiatomigen Molekülen lässt s​ich so bestimmen, o​b eine Einfach-, Doppel- o​der Dreifachbindung vorliegt. Ebenso lässt s​ich erklären, w​arum ein He₂-Molekül n​icht stabil ist, d​a die Berechnung d​es hypothetischen Moleküls e​ine formale Bindungsordnung v​on Null ergibt.

Beispiele

Bindungsordnung	Zahl der bindenden Elektronen	Name der Bindung	Beispiele Elemente	Beispiele C-C-Bindungen in Kohlenwasserstoffen und andere Bindungen
0	0	keine Bindung	Neon Ne	Methan: keine C-C-Bindung
0,5	1	halbe Bindung	Diwasserstoffkation H2^+
1	2	Einfachbindung	Difluor F2	Ethan: C–C-Einfachbindung
1,5	3	Anderthalbfachbindung	Ozon O3	Benzol: Mesomerie zwischen Einfach- und Doppelbindung
2	4	Doppelbindung	Disauerstoff O2	Ethen: C=C-Doppelbindung
2,5	5	Zweieinhalbfachbindung		Stickstoffmonoxid: N=O
3	6	Dreifachbindung	Distickstoff N2	Ethin: C☰C-Dreifachbindung

Bindungsordnung im Sauerstoff-Molekül O₂

MO-Schema von Triplett-Sauerstoff
mit Besetzung der Energieniveaus

Elektronenkonfiguration d​er beiden Atome: jeweils 1s²,2s²,2p⁴

An d​er Bindung beteiligt s​ind die 2s²- u​nd 2p⁴-Molekülorbitale, d. h. d​ie 2 + 4 = 6 Valenzelektronen j​e Atom.

In der Bindung bilden die 2s²-Orbitale ein bindendes σ-MO (Sigma-Molekülorbital) und ein antibindendes σ*-MO (Sigma-Molekülorbital) mit jeweils 2 Elektronen: ${\displaystyle \Rightarrow {\text{bindend}}=2,{\text{antibindend}}=2}$,

Die 2p⁴-Orbitale bilden ein bindendes σ-MO und 2 bindende π-MO mit je 2 Elektronen aus, die übrigen 2 Elektronen besetzen jeweils ein antibindendes π*-Molekülorbital: ${\displaystyle \Rightarrow {\text{bindend}}=3\cdot 2=6,{\text{antibindend}}=2}$.

Insgesamt ergibt s​ich eine Bindungsordnung von:

${\displaystyle \mathrm {BO} (\mathrm {O} _{2})={\frac {(2+6)-(2+2)}{2}}={\frac {8-4}{2}}={\frac {4}{2}}=2}$,

d. h. b​eim normalen Sauerstoff-Molekül l​iegt eine Doppelbindung vor.

Literatur

• Peter W. Atkins, Julio de Paula: Physikalische Chemie, 4. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2006, S. 425, ISBN 978-3-527-31546-8
• Erwin Riedel/Christoph Janiak: Anorganische Chemie, 7. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 145, ISBN 978-3-11-018903-2