Bindungszustände

Bindungszustände bezeichnet den elektronischen Zustand eines Atoms in einem Molekül oder Festkörper, der seine Beteiligung an chemischen Bindungen bestimmt. Sie geben an, wie viele Elektronen in Bindungen einbezogen sind, wie sich Elektronen verteilen und welche formalen Ladungen sich daraus ableiten. Bindungszustände beeinflussen Struktur, Reaktivität und Eigenschaften von Stoffen.

Der Begriff steht in Wechselwirkung zu Oxidationszahlen und zur Valenz. Die formale Zuweisung eines Oxidationszustands dient der Elektronenbilanz in Redoxprozessen, widerspiegelt aber nicht notwendigerweise die tatsächliche Elektronenverteilung in stark kovalenten Verbindungen. Der Bindungszustand kann je nach Modell variieren, z. B. als Valenzelektronenzahl, Koordinationszahl oder Bindungsordnung.

In der Hauptgruppenk chemie ergeben sich typische Bindungszustände aus der Valenzelektronenanzahl: Kohlenstoff bildet üblicherweise vier Bindungen, Stickstoff drei, Sauerstoff zwei und Wasserstoff eine Bindung. In CO2 bestehen zwei Doppelbindungen, der zentrale Kohlenstoff hat insgesamt vier Bindungspartner (Bindungsordnung je Bindung 2). Übergangsmetalle zeigen oft mehrere Bindungszustände (z. B. Fe von 0 bis +6), was die Komplexbildung beeinflusst.

Theoretische Beschreibungen erfolgen über Valenzbondtheorie und Molekülorientierte Theorie, die unterschiedliche Sichtweisen auf Bindungen geben (lokalisierte vs. delokalisierte Bindungen). Experimentell lassen sich Bindungszustände durch Spektroskopie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie oder elektrochemische Messungen ableiten.

Bindungszustände sind damit zentrale Konzepte zur Explanation von Struktur, Reaktivität und Eigenschaften chemischer Systeme.