elektronpaar

Ein Elektronpaar bezeichnet in der Quantenchemie zwei Elektronen, die sich im selben Orbital befinden und entgegengesetzten Spin besitzen. Dadurch entsteht ein gepaartes Elektronensystem, das dem Pauli-Ausschlussprinzip genügt, wonach zwei Elektronen desselben Orbitals nur mit entgegengesetztem Spin auftreten dürfen.

In Molekülen unterscheidet man bindende Elektronenpaare, die zwei Atome durch kovalente Bindungen miteinander verbinden, und freie oder nicht-bindende Elektronenpaare (Lone pairs), die sich auf einem Atom befinden, aber nicht an einer Bindung teilnehmen. Die Verteilung dieser Paare beeinflusst die Geometrie und Stabilität der Moleküle.

Die Anordnung der Elektronenpaare um ein Atom oder zwischen Atomen wird oft durch die VSEPR-Theorie beschrieben. Elektronenpaare stoßen sich gegenseitig ab; Lone pairs beanspruchen in der Regel mehr Raum als bindende Elektronenpaare, was die Bindungswinkel verzerrt. Ein bekanntes Beispiel ist Wasser, bei dem zwei bindende Paare und zwei Lone Pairs eine abzuleitende Winkelstruktur erzeugen.

Eine Einfachbindung beruht auf einem Elektronpaar, das zwischen zwei Atomen geteilt wird. Doppel- und Dreifachbindungen bestehen zusätzlich aus weiteren gemeinsam genutzten Elektronenpaaren, wobei eine Doppelbindung typischerweise aus einem Sigma- und einem Pi-Paar besteht.

Außerhalb der Chemie treten Elektronpaare auch in der Physik auf, etwa als Cooper-Paare in der Supraleitung, wo zwei Elektronen kohärent gekoppelt auftreten.