Chemische Bindungen:

Objekt-Typ: Spiralgalaxie (Typ Sb) Entfernung von der Erde: ca. 50.000.000 Lichtjahre. Diese Spiralgalaxie weist mehrere Sternbildungs-Wellen auf, ausgehend vom Zentrum der Galaxie. Dies ist kennzeichnend für sogenannte Second-Wave-Activity-Galaxien (SWAG). Quelle - Skymap

Wie im Großen so im Kleinen ?

Die Struktur des Mikrokosmos hat die Menschen seit den Alten Griechen (Demokrit/Begründer der Atomtheorie) immer wieder beschäftigt. Allerdings blieb und bleibt auch heute noch vieles Spekulation, weil selbst unter dem Einsatz von modernen Rasterelektronen-Mikroskopen mehr als die Schatten der Atome nicht sichtbar gemacht werden konnten. Immerhin kann heute sicher davon ausgegangen werden, daß es diese Teilchen gibt, wenngleich sie eben doch teilbar sind und nicht unteilbar wie Demokrit vor 2500 Jahren angenommen hat.

Das weithin verbreitete Bohrsche Atommodell, bei dem die negativen Elektronen auf festen Schalen um den positiven Atomkern kreisen, hat im Laufe der Jahrzehnte gelitten.So ähneln Modelle des Wasserstoffatoms heute viel eher Falschfarbenbildern von Galaxien,

Abb.2: Falschfarbenbilder von NGC 7217(mit dem Computer erzeugt)

als der klassischen Vorstellung, daß das Wasserstoffelektron - dem Mond gleich - auf einer festen Bahn um den Atomkern kreist.

Das einzige Elektron des Wasserstoffs bewegt sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um den massiven Atomkern. Würde man zu beliebigen Zeitpunkten Blitzlichtaufnahmen von der momentanen Position des Elektrons machen so ergäbe sich eine Verteilung (Elektronenwolke) wie sie Abb.3 entspricht.

Wie kommt die Atombindung zustande ?

Objekt-Typ: Offener Sternhaufen Entfernung von der Erde: ca. 410 Lichtjahre Ausdehnung: rund 5 Lichtjahre. Die Plejaden - das Siebengestirn - sind ein schönes Beispiel für einen jungen Sternhaufen. Mit bloßem Auge kann hier die Bildung eines Sternenverbandes beobachtet werden. Der Haufen ist sehr jung, weniger als 100 Millionen Jahre alt. Quelle - Skymap

Die Sterne der Plejaden stehen sehr nahe beieinander. Auch hier fördert eine Farbänderung der Fotografie Erkenntnisse über den Raum zwischen den Sternen ans Licht. Abb.5 zeigt deutlich, daß die Sterne sich inmitten einer großen Materiewolke befinden. So wie das heiße Wasserstoffgas in

den Plejaden Brücken zwischen den jungen Sternen bildet, so können wir uns auch die Bindung zwischen zwei Wasserstoff- atomen vorstellen. Die Elektronenwolken der beiden H-Atome verschmelzen zu einer gemeinsamen Wolke(s.Abb.6)

Wenn die Elektronenwolken der Wasserstoffatome sich durchdringen, bewegen sich die Elektronen im Anziehungs- bereich beider Atomkerne. Es kommt zu einer Verdichtung der negativen Ladung, die Wasserstoffatome bilden das Wasserstoffmolekül. Die beiden Elektronen, die diese Atombindung bewirken, bezeichnet man als bindendes Elektronenpaar. daher:

Atombindung = Elektronenpaarbindung
Diese Bindung kann so H:H (zwei Punkte = ein Elektronenpaar) oder so H-H
(ein Bindearm = ein Elektronenpaar) dargestellt werden. Da zur Trennung des Wasserstoffmoleküls(H2) Energie erforderlich ist, ist das Wasserstoffmolekül energieärmer als die freien H-Atome.

Atombindung bei den anderen Elementen
Nicht alle Elemente bilden Moleküle. Die Hülle des Heliumatoms enthält nur ein einziges Elektron mehr als die eines Wasserstoffatoms. Dennoch bildet es keine Helium-Moleküle. Die Elektronenwolken zweier Heliumatome überlappen sich nicht. Dies ist darin begründet, daß Helium bereits quasi ein vollständiges Elektronenpaar in seiner Elektronenwolke besitzt. Die anderen Nichtmetalle hingegen bilden alle Moleküle. Nur bei den Edelgasen(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) ist die Elektronenanordnung (vollständige Elektronenpaargruppen) so günstig, daß sich keine Atombindungen aufbauen.