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By Norbert Kuhn, Thomas M. Klapötke (auth.)

​Für viele Menschen ist die Chemie eine schwer verständliche Wissenschaft, und die Hemmschwelle, sich mit ihr auseinanderzusetzen, ist entsprechend groß. Insbesondere der Einstieg wird erschwert durch physikalische und mathematische Modelle und Grundlagen, die eher abschrecken als erklären. Wie intestine wäre es, ein Buch zu haben, welches auf die detaillierte Beschreibung dieser komplexen Modelle zu Beginn verzichtet und diese erst ins Spiel bringt, wenn sie zum weiteren Verständnis notwendig werden?

Das vorliegende Buch besticht nicht nur durch den klaren und leicht verständlichen Schreibstil der Autoren, der auch junge Menschen anspricht, sondern durch einen ganz neuen didaktischen Ansatz. Der Einstieg in die spannende Welt der Chemie erfolgt über die anorganische Stoffchemie, und die andernorts meist schwer verständlichen physikalischen und mathematischen Grundlagen werden erst behandelt, wo sie in direktem Zusammenhang zum Thema stehen. So kann der Leser nach und nach in die Materie "hineinwachsen" - Aha-Erlebnisse nicht ausgeschlossen! -, ohne gleich zu Beginn abgeschreckt oder gar frustriert zu werden. Dadurch wird dieses Buch der ideale Begleiter für Studierende der Chemie im Bachelor- und Lehramtsstudiengang, aber auch für Studierende mit Nebenfach Chemie und für all diejenigen, die sich gezwungenermaßen mit Chemie auseinandersetzen müssen. Lehrer der gymnasialen Oberstufe können Anregungen für ihre Unterrichtsgestaltung gewinnen, und Schülern kann das Werk eine Entscheidungshilfe bei der Suche nach dem richtigen Studienfach sein. Vielleicht ist es ja doch Chemie?

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1007/978-3-642-36866-0_7, Ó Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014 27 28 7 Der Wasserstoff E4 Die Atombindung I – Das Valence-Bond-Konzept (VB) am Beispiel des H2-Moleküls Die Verbindung von mehreren Atomen durch gemeinsame Elektronenpaare wird als Atombindung, häufiger auch als kovalente Bindung bezeichnet. Von den beiden zur Beschreibung grundsätzlich geeigneten Modellen (VB, MO) wollen wir zunächst das Verfahren der Valenzbindung (Valence Bond, VB) betrachten. Die Energie eines Wasserstoffatoms (Aa) ist in erster Näherung durch die elektrostatische Wechselwirkung zwischen dem positiv geladenem Atomkern A und dem negativ geladenen Elektron a gekennzeichnet.

4) gezeigt wird, ist dieser Wert für ein isoliertes Atom nicht definiert. In der Umgebung gleichartiger Atome können wir die Hälfte des Atomabstandes bestimmen; dies gilt für die Edelgase in der Kristallpackung des festen Zustandes bei tiefen Temperaturen wie auch für Atome, die mit der gleichen Atomsorte über die – später zu besprechenden – kovalenten Bindungen (,,Atombindungen‘‘) verknüpft sind (hier spricht man auch von Kovalenzradius). Innerhalb einer Gruppe des Periodensystems nehmen die Radien bei steigender Ordnungszahl durch den Aufbau neuer Schalen zu.

Das Wasserstoffatom erfüllt mit seiner Elektronenkonfiguration 1s1 diese Vorgabe. Seiner chemischen Eigenschaften wegen wird es jedoch üblicherweise nicht den später zu besprechenden Elementen der Gruppe 1 (ns1) zugerechnet. Der Unterschied wird deutlich beim Vergleich der Ionisierungsenergien (Abb. 1): im Unterschied zu den sehr viel leichter ionisierbaren Elementen der Gruppe 1 erreicht das Ionisierungspotential des Wasserstoffs (13,2 eV) die Werte der schweren Edelgase. Als Ursache für die sehr feste Bindung des Valenzelektrons an den Kern ist das vollständige Fehlen der abschirmenden Rumpfelektronen zu beachten; im Gegensatz zu den Hydridionen HÀ ist das zugehörige, Proton genannte Kation H+ als isoliertes Teilchen in Salzen und Lösungen unter chemischen Bedingungen nicht existent.

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