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2026-07-27T12:35:33Z

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{{BR}}
= Einleitung =

Eine '''Valenzstrichformel''' zeigt, wie Atome in einem Molekül durch Elektronenpaare verbunden sind. Sie wird auch [[Lewis-Formel]] oder Lewis-Struktur genannt. Ein Strich steht für ein gemeinsames Elektronenpaar. Freie Elektronenpaare gehören nur zu einem Atom.

Mit Valenzstrichformeln kannst Du einfache Moleküle übersichtlich darstellen, die Zahl der [[Valenzelektron|Valenzelektronen]] prüfen und Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen erkennen.

[[Datei:Electron dot.svg|500px|rahmenlos|center]]

'''Lernziele:''' Du kannst Valenzelektronen bestimmen, eine Valenzstrichformel schrittweise zeichnen, freie und bindende Elektronenpaare unterscheiden und die Grenzen des Modells erklären.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=toQD3nPZQn4 |500|center}}

{{BR}}
= Grundlagen =

{{BR}}
== Valenzelektronen ==

'''Valenzelektronen''' befinden sich in der äußersten besetzten Elektronenschale. Bei Hauptgruppenelementen lässt sich ihre Zahl meist an der Hauptgruppe ablesen.

{| class="wikitable"
! Element
! Valenzelektronen
! Häufige Zahl kovalenter Bindungen
|-
| Wasserstoff H
| 1
| 1
|-
| Kohlenstoff C
| 4
| 4
|-
| Stickstoff N
| 5
| 3
|-
| Sauerstoff O
| 6
| 2
|-
| Chlor Cl
| 7
| 1
|}

[[Datei:Lewis dot Cl.svg|350px|rahmenlos|center]]

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== Bindende und freie Elektronenpaare ==

Eine [[Atombindung]] entsteht, wenn zwei Atome ein Elektronenpaar gemeinsam nutzen. In der Valenzstrichformel gilt:

# '''Ein Bindungsstrich''': ein bindendes Elektronenpaar mit zwei Elektronen
# '''Zwei Bindungsstriche''': eine Doppelbindung
# '''Drei Bindungsstriche''': eine Dreifachbindung
# '''Striche oder Punktpaare am Atom''': freie Elektronenpaare

[[Datei:Covalent bond hydrogen.svg|500px|rahmenlos|center]]

Beim Wasserstoffmolekül teilen zwei Wasserstoffatome ein Elektronenpaar: <math>\mathrm{H-H}</math>.

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== Edelgasregel und Duettregel ==

Viele Hauptgruppenatome bilden so viele Bindungen, dass ihnen insgesamt acht Außenelektronen zugeordnet werden können. Das nennt man [[Oktettregel]]. Wasserstoff strebt dagegen meist zwei Elektronen an; dies wird als '''Duettregel''' bezeichnet.

Die Regeln sind nützliche Modelle, besitzen aber Ausnahmen.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=4LAKxGIC8UQ |500|center}}

{{BR}}
= Valenzstrichformeln zeichnen =

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== Schritt 1: Valenzelektronen zählen ==

Addiere alle Valenzelektronen der beteiligten Atome:

<math>V_{\mathrm{ges}}=\sum V_i</math>

Für Wasser gilt:

<math>V_{\mathrm{ges}}(\mathrm{H_2O})=2\cdot 1+6=8</math>

Bei einem negativ geladenen Ion wird die Ladungszahl als zusätzliche Elektronenzahl addiert. Bei einem positiv geladenen Ion wird sie abgezogen.

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== Schritt 2: Atomgerüst festlegen ==

Lege fest, welches Atom in der Mitte steht. Wasserstoff steht fast immer außen. Häufig wird das weniger elektronegative Atom zum Zentralatom; Kohlenstoff steht in vielen Molekülen in der Mitte.

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== Schritt 3: Atome mit Einfachbindungen verbinden ==

Verbinde benachbarte Atome zunächst durch Einfachbindungen. Ziehe für jeden Bindungsstrich zwei Elektronen von der Gesamtzahl ab.

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== Schritt 4: Übrige Elektronen verteilen ==

Verteile die restlichen Elektronen zuerst als freie Elektronenpaare an die Außenatome. Prüfe danach das Zentralatom. Wasserstoff soll zwei, viele andere Hauptgruppenatome sollen acht zugeordnete Elektronen erhalten.

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== Schritt 5: Mehrfachbindungen bilden und prüfen ==

Erreicht das Zentralatom noch kein Oktett, kann ein freies Elektronenpaar eines Nachbaratoms in eine Doppel- oder Dreifachbindung umgewandelt werden. Prüfe am Ende:

# Stimmt die Gesamtzahl der Valenzelektronen?
# Erfüllt Wasserstoff die Duettregel?
# Erfüllen die übrigen Atome möglichst die Oktettregel?
# Sind bei Ionen Ladung und Klammern angegeben?

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=QI7q5p_b7ig |500|center}}

{{BR}}
= Beispiele =

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== Wasserstoff und Chlorwasserstoff ==

Das Molekül <math>\mathrm{H_2}</math> besitzt eine Einfachbindung. Auch in <math>\mathrm{H-Cl}</math> liegt eine Einfachbindung vor. Chlor trägt zusätzlich drei freie Elektronenpaare.

{{BR}}
== Wasser ==

Wasser besitzt insgesamt acht Valenzelektronen. Sauerstoff bildet zwei O-H-Einfachbindungen und besitzt zwei freie Elektronenpaare.

<math>\mathrm{H-O-H}</math>

[[Datei:Electron formula H2O.svg|400px|rahmenlos|center]]

Die Valenzstrichformel zeigt die Elektronenpaare, aber nicht automatisch den tatsächlichen Bindungswinkel des gewinkelten Wassermoleküls.

{{BR}}
== Methan ==

Im Methanmolekül <math>\mathrm{CH_4}</math> bildet Kohlenstoff vier Einfachbindungen zu vier Wasserstoffatomen. Am Kohlenstoff bleiben keine freien Elektronenpaare.

[[Datei:Electron-formula CH4.svg|400px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Ammoniak ==

Im Ammoniakmolekül <math>\mathrm{NH_3}</math> bildet Stickstoff drei Einfachbindungen. Ein freies Elektronenpaar bleibt am Stickstoff.

[[Datei:Ammonia Lewis structure.svg|450px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Kohlenstoffdioxid ==

Kohlenstoffdioxid besitzt insgesamt 16 Valenzelektronen:

<math>V_{\mathrm{ges}}(\mathrm{CO_2})=4+2\cdot 6=16</math>

Die passende Valenzstrichformel enthält zwei Doppelbindungen:

<math>\mathrm{O=C=O}</math>

Jedes Sauerstoffatom besitzt außerdem zwei freie Elektronenpaare.

[[Datei:Carbon-dioxide-octet-dot-cross-colour-coded-2D.png|500px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
== Sauerstoff und Stickstoff ==

Im Sauerstoffmolekül liegt in der einfachen Valenzstrichdarstellung eine Doppelbindung vor: <math>\mathrm{O=O}</math>. Im Stickstoffmolekül liegt eine Dreifachbindung vor: <math>\mathrm{N\equiv N}</math>.

[[Datei:Dioxygen Lewis.svg|400px|rahmenlos|center]]

{{BR}}
= Formalladungen und mesomere Grenzstrukturen =

Eine '''Formalladung''' hilft bei der Auswahl einer sinnvollen Valenzstrichformel:

<math>\mathrm{Formalladung}=V-\mathrm{freie\ Elektronen}-\frac{1}{2}\mathrm{Bindungselektronen}</math>

Dabei ist <math>V</math> die Zahl der Valenzelektronen des freien Atoms. Häufig sind Strukturen günstig, in denen die Formalladungen klein sind.

Bei manchen Teilchen reichen mehrere Valenzstrichformeln zur Beschreibung aus. Diese nennt man [[Mesomerie|mesomere Grenzstrukturen]]. Das Nitrat-Ion ist ein Beispiel. Die reale Elektronenverteilung ist nicht einfach eine einzelne Grenzstruktur.

[[Datei:Nitrate Lewis dot structure.svg|450px|rahmenlos|center]]

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= Grenzen des Modells =

Die Valenzstrichformel ist ein zweidimensionales Modell. Sie zeigt vor allem Bindungen und freie Elektronenpaare, aber nicht vollständig:

# die räumliche [[Molekülgeometrie]]
# genaue Bindungswinkel und Bindungslängen
# delokalisierte Elektronen
# das magnetische Verhalten bestimmter Moleküle
# alle Ausnahmen von der Oktettregel

Für den räumlichen Bau kann das [[VSEPR-Modell]] genutzt werden. Für genauere Erklärungen werden unter anderem Orbitalmodelle und quantenchemische Modelle benötigt.

{{BR}}
= Merksätze =

{| class="wikitable"
! Merksatz
! Bedeutung
|-
| Ein Strich entspricht zwei Elektronen.
| Er stellt ein bindendes Elektronenpaar dar.
|-
| Freie Elektronenpaare werden am Atom eingezeichnet.
| Sie beeinflussen häufig die Molekülgestalt.
|-
| Wasserstoff bildet meist eine Bindung.
| Damit erreicht es zwei Elektronen.
|-
| Kohlenstoff bildet häufig vier Bindungen.
| Damit erreicht es meist ein Oktett.
|-
| Nach dem Zeichnen wird nachgezählt.
| Gesamtzahl, Duett, Oktett und Ladung müssen geprüft werden.
|}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was stellt ein einzelner Bindungsstrich dar?'''
(Ein gemeinsames Elektronenpaar)
(!Ein einzelnes Proton)
(!Ein freies Neutronenpaar)
(!Eine vollständige Elektronenschale)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Elektronen werden in einer Valenzstrichformel besonders betrachtet?'''
(Valenzelektronen)
(!Kernelektronen)
(!Neutronen)
(!Protonen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie viele Elektronen strebt Wasserstoff in vielen Verbindungen an?'''
(Zwei Elektronen)
(!Vier Elektronen)
(!Sechs Elektronen)
(!Acht Elektronen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie viele Valenzelektronen besitzt ein neutrales Sauerstoffatom?'''
(Sechs)
(!Zwei)
(!Vier)
(!Acht)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie viele Valenzelektronen hat ein Wassermolekül insgesamt?'''
(Acht)
(!Vier)
(!Sechs)
(!Zehn)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie viele freie Elektronenpaare besitzt Sauerstoff in der üblichen Valenzstrichformel von Wasser?'''
(Zwei)
(!Keines)
(!Eines)
(!Drei)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Bindungen enthält die übliche Valenzstrichformel von Kohlenstoffdioxid?'''
(Zwei Doppelbindungen)
(!Vier Einfachbindungen)
(!Eine Dreifachbindung)
(!Zwei Dreifachbindungen)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Bindung liegt im Stickstoffmolekül vor?'''
(Eine Dreifachbindung)
(!Eine Einfachbindung)
(!Eine Doppelbindung)
(!Keine Bindung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht bei einem negativ geladenen Ion beim Zählen der Valenzelektronen?'''
(Die Ladungszahl wird als Elektronenzahl addiert)
(!Die Ladungszahl wird immer verdoppelt)
(!Alle freien Elektronen werden entfernt)
(!Die Protonenzahl wird addiert)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was kann eine Valenzstrichformel allein nicht zuverlässig zeigen?'''
(Die genaue räumliche Molekülgestalt)
(!Die Elementsymbole)
(!Die Bindungsstriche)
(!Die freien Elektronenpaare)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Bindungsstrich || bindendes Elektronenpaar
|-
| Punktpaar || freies Elektronenpaar
|-
| Wasserstoff || Duettregel
|-
| Kohlenstoff || vier häufige Bindungen
|-
| Kohlenstoffdioxid || zwei Doppelbindungen
|-
| Stickstoffmolekül || Dreifachbindung
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Elektronenzahl bestimmen'''
| Valenzelektronen addieren
|-
| '''Atomgerüst zeichnen'''
| Zentralatom festlegen
|-
| '''Einfachbindungen setzen'''
| Atome zuerst verbinden
|-
| '''Elektronen verteilen'''
| freie Paare ergänzen
|-
| '''Struktur kontrollieren'''
| Duett Oktett und Ladung prüfen

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Elektronenpaar || Was stellt ein Bindungsstrich dar?
|-
| Valenzelektronen || Wie heißen die Elektronen der äußersten besetzten Schale?
|-
| Oktettregel || Welche Regel beschreibt häufig acht zugeordnete Außenelektronen?
|-
| Doppelbindung || Welche Bindungsart besteht aus zwei Bindungsstrichen?
|-
| Ammoniak || Welches Molekül besitzt drei N-H-Bindungen und ein freies Elektronenpaar?
|-
| Methan || Welches Molekül besitzt vier C-H-Einfachbindungen?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Valenzstrichformeln+-+Chemie </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Eine Valenzstrichformel stellt vor allem die { Valenzelektronen } eines Moleküls dar. Ein Bindungsstrich entspricht einem { Elektronenpaar }. Elektronenpaare, die nur zu einem Atom gehören, heißen { freie Elektronenpaare }. Wasserstoff folgt meist der { Duettregel }. Viele Hauptgruppenatome erreichen in einfachen Molekülen ein { Oktett }. Vor dem Zeichnen wird die gesamte Zahl der { Valenzelektronen } bestimmt. Bei Wasser bildet Sauerstoff zwei { Einfachbindungen }. In Kohlenstoffdioxid liegen zwei { Doppelbindungen } vor. Im Stickstoffmolekül findet man eine { Dreifachbindung }. Die genaue räumliche Gestalt wird mit der Valenzstrichformel nur { eingeschränkt } dargestellt.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Valenzelektronen-Karten]]: Gestalte Lernkarten für H, C, N, O, F und Cl mit Elementsymbol, Zahl der Valenzelektronen und typischer Bindungszahl.
# [[Molekül-Puzzle]]: Lege aus Papierkreisen und Papierstreifen die Moleküle H₂, HCl, H₂O und CH₄.
# [[Fehlersuche in Lewis-Formeln]]: Erfinde drei fehlerhafte Valenzstrichformeln und markiere anschließend die Fehler.
# [[Chemie-Merksatz]]: Formuliere einen eigenen Merksatz zu Bindungsstrichen und freien Elektronenpaaren.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Valenzstrichformel-Plakat]]: Erstelle ein Plakat mit der Schrittfolge für H₂O, NH₃ und CO₂.
# [[Erklärvideo zur Lewis-Formel]]: Produziere ein kurzes Video, in dem Du die Valenzstrichformel eines selbst gewählten Moleküls zeichnest.
# [[Molekülvergleich]]: Vergleiche CH₄, NH₃ und H₂O hinsichtlich Bindungen und freier Elektronenpaare.
# [[Modellkritik Chemie]]: Erkläre an Wasser, welche Informationen eine Valenzstrichformel zeigt und welche sie nicht zeigt.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Formalladungsanalyse]]: Zeichne zwei mögliche Strukturen eines Molekül-Ions und vergleiche ihre Formalladungen.
# [[Mesomerie-Modell]]: Stelle die Grenzstrukturen des Nitrat-Ions als Kartenmodell dar und erkläre, warum keine einzelne Karte die reale Elektronenverteilung vollständig zeigt.
# [[Molekülgeometrie-Projekt]]: Verbinde Valenzstrichformeln mit dem VSEPR-Modell und baue räumliche Modelle von CO₂, CH₄, NH₃ und H₂O.
# [[Chemie-Interview]]: Befrage eine Chemielehrkraft oder eine Person aus einem chemischen Beruf zur Bedeutung und zu den Grenzen von Strukturformeln.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Struktur begründen]]: Leite die Valenzstrichformel von Ammoniak aus der Zahl der Valenzelektronen ab und begründe jeden Zeichenschritt.
# [[Fehleranalyse]]: Eine Zeichnung von Kohlenstoffdioxid enthält nur Einfachbindungen. Erkläre, warum diese Darstellung problematisch ist, und verbessere sie.
# [[Modellvergleich]]: Vergleiche Valenzstrichformel und Kugel-Stab-Modell von Wasser hinsichtlich Aussagekraft und Grenzen.
# [[Transfer auf ein Ion]]: Beschreibe, wie sich das Zählen der Valenzelektronen bei einem positiv oder negativ geladenen Teilchen verändert.
# [[Unbekanntes Molekül]]: Ein Zentralatom besitzt fünf Valenzelektronen, bildet drei Einfachbindungen und trägt ein freies Elektronenpaar. Leite mögliche Eigenschaften der Valenzstrichformel ab.
# [[Mehrfachbindung erklären]]: Begründe, weshalb im Stickstoffmolekül eine Dreifachbindung sinnvoller ist als eine Einfachbindung.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

# Valenzelektronen aus dem Periodensystem ableiten kannst.
# die Gesamtzahl der Valenzelektronen korrekt berechnest.
# Atomgerüst, Bindungen und freie Elektronenpaare sinnvoll einzeichnest.
# Duettregel, Oktettregel und Ladungen prüfst.
# Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen unterscheidest.
# Formalladungen bei einfachen Beispielen nachvollziehst.
# Möglichkeiten und Grenzen der Valenzstrichformel erklärst.
# Deine Lösung verständlich begründest.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Valenzstrichformel </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Valenzstrichformeln - Chemie]]'''
# [[Valenzelektron]]
# [[Atombindung]]
# [[Elektronenpaar]]
# [[Oktettregel]]
# [[Molekül]]
# [[Molekülgeometrie]]
# [[VSEPR-Modell]]
# [[Formalladung]]
# [[Mesomerie]]
|}

[[Kategorie:Chemie]]
[[Kategorie:Chemische Bindung]]
[[Kategorie:Molekül]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Klasse 7-8]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Valenzstrichformeln - Chemie - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt