Lewis-Formel Generator
Kostenloser Online-Generator für Lewis-Formel: in rund 90 Sekunden eine vollständig beschriftete Abbildung. Die KI plant zuerst die Pflicht-Beschriftungen und zeichnet dann ein Diagramm im Lehrbuchstil — jede Beschriftung bleibt editierbar, fertig für Paper, Hausaufgaben und Folien.
Beschriftungen in diesem Diagramm
- Wasser (H₂O)
- Kohlenstoffdioxid (CO₂)
- Ammoniak (NH₃)
- Wasserstoff
- Sauerstoff
- Kohlenstoff
- Stickstoff
- Bindungselektronenpaar
- nichtbindendes Elektronenpaar
- Elementsymbol
- Oktettregel
- Doppelbindung
✓ Exakte Beschriftungen ✓ Text nachträglich editierbar ✓ PNG für Paper, Poster & Folien
OUTPUT · 16:9 · PNGWas diese Abbildung zeigt
Die Abbildung vergleicht die Lewis-Elektronenformeln von Wasser (H₂O), Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Ammoniak (NH₃). Elementsymbole kennzeichnen die Atomrümpfe, während Striche oder Punktpaare die Valenzelektronen darstellen. Ein Strich zwischen zwei Atomen entspricht einem bindenden Elektronenpaar; Elektronenpaare, die nur zu einem Atom gehören, werden als freie Elektronenpaare eingezeichnet. Bei H₂O besitzt das Sauerstoffatom zwei O–H-Einfachbindungen und zwei freie Elektronenpaare. CO₂ enthält zwei C=O-Doppelbindungen. In NH₃ bildet Stickstoff drei N–H-Einfachbindungen und trägt ein freies Elektronenpaar. Damit erreichen Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff jeweils ein Elektronenoktett, Wasserstoff dagegen die stabile Duettbesetzung.
Zum Zeichnen wird zunächst die Gesamtzahl der Valenzelektronen bestimmt: H₂O und NH₃ besitzen jeweils acht, CO₂ insgesamt sechzehn. Danach legt man das Zentralatom fest und verbindet es zunächst durch Einfachbindungen mit den Außenatomen. Verbleibende Elektronen werden als freie Elektronenpaare verteilt, zuerst an den Außenatomen und anschließend am Zentralatom. Fehlen dem Zentralatom Elektronen zum Oktett, werden freie Elektronenpaare benachbarter Atome in Mehrfachbindungen umgewandelt. Deshalb benötigt CO₂ zwei Doppelbindungen, während bei H₂O und NH₃ Einfachbindungen genügen. Abschließend kontrolliert man Elektronenzahl, Oktett- beziehungsweise Duettregel und Formalladungen. Die drei gezeigten Moleküle lassen sich jeweils ohne Formalladungen darstellen.
Was eine korrekte Abbildung enthalten muss
- Elementsymbole: Jedes Atom muss durch sein korrektes chemisches Symbol dargestellt werden; H, C, N und O dürfen nicht mit ihren Ordnungszahlen oder Namen verwechselt werden.
- Gesamtzahl der Valenzelektronen: Vor dem Zeichnen werden die Außenelektronen aller Atome addiert, damit weder Elektronen fehlen noch zusätzliche Elektronen entstehen.
- Sinnvolles Zentralatom: Meist steht das weniger elektronegative Atom im Zentrum; daher sind O in H₂O, C in CO₂ und N in NH₃ die Zentralatome, während H nie Zentralatom ist.
- Bindende Elektronenpaare: Eine Einfachbindung wird als ein Strich beziehungsweise zwei gemeinsame Elektronen gezeichnet, eine Doppelbindung entsprechend als zwei Striche.
- Freie Elektronenpaare: Nichtbindende Valenzelektronen müssen vollständig als Paare am zugehörigen Atom erscheinen; H₂O besitzt am O zwei, NH₃ am N eines.
- Oktett- und Duettregel: C, N und O sollen in diesen Molekülen von acht Elektronen umgeben sein, Wasserstoff jedoch nur von zwei.
- Abschlusskontrolle durch Formalladungen: Die günstigste Struktur hat möglichst kleine Formalladungen; bei H₂O, CO₂ und NH₃ sind alle Formalladungen null.
Häufige Fehler
- Bei H₂O werden die zwei freien Elektronenpaare am Sauerstoff häufig weggelassen; dadurch ist die Valenzelektronenzahl unvollständig und die gewinkelte Molekülgestalt nicht erklärbar.
- CO₂ wird nur als O–C–O mit zwei Einfachbindungen gezeichnet; so erreicht Kohlenstoff kein Oktett und es entstehen unnötige Formalladungen.
- Am Stickstoff von NH₃ werden vier Bindungen oder kein freies Elektronenpaar eingezeichnet; im neutralen Ammoniak liegen jedoch drei N–H-Bindungen und ein freies Elektronenpaar vor.
- Die Oktettregel wird fälschlich auf Wasserstoff angewendet; Wasserstoff erfüllt bereits mit einer Einfachbindung und insgesamt zwei Elektronen die Duettregel.
- Bindende und freie Elektronenpaare werden gleich zugeordnet; bindende Paare zählen zur Elektronenumgebung beider gebundener Atome, freie Paare dagegen nur zu einem Atom.
Tipps für den Unterricht
Die Abbildung eignet sich nach der Einführung der Valenzelektronen als angeleitete Übung und später zur Ergebnissicherung. Lernende können zunächst für jedes Molekül die Elektronensumme bestimmen und anschließend Zentralatom, Bindungen und freie Elektronenpaare begründen. Leitfragen sind: „Warum braucht CO₂ Doppelbindungen?“, „Welche Elektronen zählen zum Oktett des Zentralatoms?“ und „Warum gilt für H nur die Duettregel?“. Daran lassen sich typische Prüfungsaufgaben zu Lewis-Formeln, Formalladungen, Bindungsordnung und Molekülgeometrie anschließen. Als Erweiterung kann aus der Zahl der Elektronenpaardomänen mithilfe des EPA-Modells die räumliche Gestalt abgeleitet werden.
Fragen zu dieser Abbildung
Warum besitzt CO₂ zwei Doppelbindungen, H₂O und NH₃ aber nur Einfachbindungen?
Mit zwei C=O-Doppelbindungen erreichen in CO₂ sowohl Kohlenstoff als auch beide Sauerstoffatome ein Oktett ohne Formalladungen. In H₂O und NH₃ reichen Einfachbindungen zusammen mit den freien Elektronenpaaren aus, um die jeweiligen Außenschalen zu füllen.
Wie beeinflussen freie Elektronenpaare die Molekülgestalt?
Freie Elektronenpaare beanspruchen nach dem Elektronenpaarabstoßungsmodell mehr Raum als bindende Elektronenpaare. Dadurch ist H₂O gewinkelt und NH₃ trigonal-pyramidal, während CO₂ ohne freie Elektronenpaare am Zentralatom linear ist.
Zählen Bindungselektronen bei der Oktettregel zu beiden Atomen?
Ja, ein bindendes Elektronenpaar wird für die Außenschale beider miteinander verbundenen Atome gezählt. Ein freies Elektronenpaar gehört dagegen ausschließlich zu dem Atom, an dem es eingezeichnet ist.
