Zentralatomen

Zentralatome sind die zentralen Atome in Molekülen oder Ionen, die als Mittelpunkte fungieren und an die die übrigen Bindungen oder Liganden gebunden sind. In organischen Verbindungen bildet oft ein einzelnes Zentralatom den Kern der Struktur (zum Beispiel Kohlenstoff in CH4 oder Stickstoff in NH3); in Koordinationsverbindungen ist es in der Regel ein Metallzentrum, das von Liganden umgeben ist (z. B. Fe in [Fe(CN)6]4− oder Cu in Komplexen).

Die Identifikation des Zentralatoms berücksichtigt Konnektivität und Koordinationszahl; in Lewis- und Strukturformeln wird das Atom ausgewählt, das die meisten Bindungen besitzt oder die höchste Koordination erreichen kann. Nach der VSEPR-Theorie bestimmt das Zentralatom die Geometrie des Moleküls und beeinflusst Bindungswinkel und Form. In Koordinationschemie beeinflusst es auch Stabilität, Reaktivität und mögliche Reaktionswege.

Typische Beispiele: CH4 (C zentrales Atom mit tetraedischer Geometrie), H2O (O als Zentralatom mit zwei Bindungen und zwei freien Elektronenpaaren, ergibt eine geknickte Form), H2SO4 (S zentrales Atom mit vier Bindungen) und CO2 (C zentrales Atom mit linearem Aufbau). In Metallkomplexen bestimmt das Zentralatom zuweilen das Saturierungs- und Reaktionsverhalten.

Es gibt Situationen, in denen kein eindeutig einziges Zentralatom vorhanden ist, insbesondere in symmetrischen Molekülen oder wenn mehrere Atome ähnliche Bindungsrollen einnehmen. In größeren oder biologischen Molekülen können mehrere Regionen als Zentralzonen betrachtet werden, abhängig von der Blickrichtung und der chemischen Funktion.