Chemische Bindungen im Vergleich

Atome werden durch chemische Bindungen zusammengehalten. Der Bindungstyp entscheidet wesentlich die Eigenschaften dieser Verbindungen. Allgemein entspricht eine Bindung nie nur einem einzelnen Bindungstyp, es wird vielmehr der Hauptcharakter der Bindung beschrieben.

Kovalente Bindung

Kovalente Bindungen oder Elektronenpaarbindungen bilden sich besonders zwischen Atomen von Nichtmetallen aus. Eine tragende Rolle spielen hierbei die Aussenelektronen (Valenzelektronen) der beteiligten Atome. Zwischen den Atomen wird mindestens ein Elektronenpaar ausgebildet. Dieses hält zwei Atome zusammen (Zweizentrenbindung) und wird bindendes Elektronenpaar genannt. Es gibt auch den speziellen Fall, dass ein Elektronenpaar mehr als zwei Atome zusammenhält, dies ist dann eine Mehrzentrenbindung (Ein Beispiel: Diboran, B₂H₆).

Es können auch zwei (Doppelbindung) oder drei (Dreifachbindung) Elektronenpaare zwischen zwei Atomen wirken. Eine kovalente Bindung ist eine gerichtete Bindung und bestimmt somit die Geometrie einer Verbindung. Diese räumliche Ausrichtung kann mit dem VSEPR-Modell abgeschätzt werden. Es besagt, dass die Elektronenpaare aufgrund ihrer Abstossung möglichst weit voneinander entfernt sind.
Kovalente Bindungen bilden sich zwischen Elementen aus, die beide eine eher hohe Elektronegativität besitzen und sind generell sehr starke Bindungen.

Ionenbindung

Sie basiert auf der elektrostatischen Anziehung positiv und negativ geladener Ionen und ist besonders für Salze charakteristisch. Die Ionenverbindungen sind in einem regelmässigen Gitter angeordnet und bilden häufig harte, aber spröde Kristalle. Meistens haben sie hohe Schmelz- und Siedetemperatur.  Die starken Kräfte zwischen den Ionen können mit polaren Lösungsmitteln (zum Beispiel Wasser) überwunden werden. In gelösten oder flüssigen Zustand leiten sie elektrischen Strom.

Ist die Elektronegativtätsdifferenz der beiden Bindungspartner grösser als 1,7, kann in der Regel die Verbindung als Salz oder ionisch angesehen werden. Eine Ausnahme ist zum Beispiel, dass Verbindungen mit dem Ion H⁺ (zum Beispiel Fluorwasserstoff) keine Salze sind, sie haben eine kovalente Bindung.

Metallbindung

Metallische Bindungen liegen in Metallen und Legierungen vor. Sie sind von frei beweglichen (delokalisierten) Elektronen gekennzeichnet. Die Metallkationen sind in einem Gitter angeordnet, welches als dichte Kugelpackung bezeichnet wird. Sie können gegeneinander verschoben werden, was ihre Verformbarkeit bei gleichzeitiger Härte erklärt. Da die Elektronen frei beweglich sind, können Metalle elektrischen Strom sehr gut leiten. Das quantenmechanische Bändermodell liefert sehr genaue Aussagen zur elektrischen Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit oder dem photoelektrischen Effekt. Metallische Bindungen entstehen zwischen zwei oder mehreren Elementen mit geringer Elektronegativität.

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Koordinative Bindung

Eine koordinative Bindung oder auch dative Bindung ist eine besondere Art der Bindung in der Komplexchemie. Sie entsteht, wenn in einer Elektronenpaarbindung die Bindungselektronen von nur einem Bindungspartner stammen. Das Molekül, welches die Elektronen aufnimmt, ist der Akzeptor (gleichbedeutend mit Lewis-Säure) und das Molekül, welches die Elektronen abgibt, ist der Donator (gleichbedeutend mit Lewis-Base).