Elektronenformel

Die Elektronenformel (auch Lewis-Formel oder Lewis-Struktur, nach Gilbert Newton Lewis) ist eine chemische Strukturformel. Sie dient zur Darstellung von Atomen in Molekülen, die die Struktur der Moleküle aufzeigt. Die Elektronenformel ist eine Symbolschreibweise, mit der der Aufbau eines Moleküls unter Angabe der einzelnen Atome und Valenzelektronen beschrieben wird.

Vergleich verschiedener Formelschreibweisen für Moleküle in unterschiedlichen Abstraktionsgraden

	Strukturformeln				andere Darstellungsweisen
	Elektronen- formel	Valenzstrich- formel	Keilstrich- formel	Skelett- formel	Konstitutions- formel	Summen- formel	Verhältnis- formel
Methan				existiert nicht	CH4	CH4	CH4
Propan					CH3–CH2–CH3 oder CH3 CH2 CH3	C3H8	C3H8
Essigsäure					CH3–COOH oder CH3 COOH	C2H4O2	CH2O
Wasser				existiert nicht	H–O–H oder H O H	H2O	H2O

Aufbau

In der Elektronenformel steht das Elementsymbol für den Atomrumpf, also für den Atomkern mit den inneren Elektronenschalen. Die ein bis acht gebundenen und ungebundenen Valenzelektronen in der äußersten Elektronenschale des Atoms werden durch Punkte dargestellt. Die Elektronen werden möglichst auf vier Positionen um das Elementsymbol herum verteilt. Die knappe Darstellung in der Elektronenformel erfüllt ihren Zweck ausreichend, da für chemische Reaktionen bzw. für chemische Bindungen nur die Valenzelektronen der Atome relevant sind.

Mittels Elektronenformel lassen sich Atome zu Molekülen kombinieren. Bei bekannter atomarer Zusammensetzung kleiner Moleküle lässt sich der molekulare Aufbau einer Verbindung vorhersagen.

Abgrenzung zur Valenzstrichformel

Im Gegensatz zur Valenzstrichformel werden die Valenzelektronen der Nichtmetallatome einzeln bildlich dargestellt und nicht als Paar zu sogenannten Valenzstrichen zusammengenommen.

Die Abgrenzung zwischen Valenzstrichformel und Elektronenformel ist nicht einheitlich. Stellenweise wird der Begriff „Elektronenformel“ sogar synonym für „Valenzstrichformel“ verwendet. Diese wird auch „Elektronenformel nach Lewis“ genannt.

Als Mischform existiert auch die Schreibweise, dass ein Strich jeweils zwei Außenelektronen (freies Elektronenpaar, nichtbindendes Elektronenpaar) ersetzt, die dasselbe Orbital besetzen. Punkte hingegen symbolisieren einzelne Elektronen eines Elektronenpaares, was in der Valenzstrichschreibweise nicht möglich ist.

Siehe auch

• Natural Bond Orbital

Literatur

• Gilbert Newton Lewis: Valence and the structure of atoms and molecules. 1923, ISBN 0486615553.
• Gilbert Newton Lewis: The Atom and the Molecule. In: J. Am. Chem. Soc. 38. 1916, 762–785, doi:10.1021/ja02261a002 (freier Volltext).