Was passiert bei einer chemischen Reaktion?

Atome gehen neue chemische Bindungen ein – werden zu Molekülen oder Teilchenverbänden –, lösen bisherige Bindungen oder es geschieht beides zugleich. Es gibt verschiedene Wege, wie sich Atome binden können. Dabei spielen elektrische Anziehungskräfte, aber auch das Bestreben der Atome, ihre Elektronenschalen möglichst vollständig zu besetzen, eine Rolle. Doch nicht nur Atome, auch Moleküle können miteinander reagieren.

Die Elektronen gruppieren sich immer so, dass sie solche Plätze in den Schalen einnehmen können, die möglichst nah am Atomkern liegen. »Tun« sich nun Atome mit anderen »zusammen« – gehen sie eine chemische Bindung ein –, so können besonders viele Elektronen auf solche bevorzugten Plätze gelangen. Je nachdem, wie die Elektronenschalen bei den Bindungspartnern besetzt werden, kann es zu ganz unterschiedlichen Bindungsformen kommen. Es gibt die Atom- oder kovalente Bindung, die Ionenbindung und die Metallbindung. Erstere beruht darauf, dass Elektronen quasi beiden Bindungspartnern gleichzeitig gehören. Die Ionenbindung rührt von der elektrischen Anziehung zwischen geladenen Atomen (»Ionen«) her. Die Metallbindung ist ein Spezialfall der kovalenten: Hier sind die Elektronen der äußeren Schalen der Atome im ganzen Metallkörper frei beweglich und gehören allen Atomen gemeinsam. Bei allen drei Bindungstypen ist der gebundene Zustand für die beteiligten Atome und Moleküle energetisch günstiger als der ungebundene.

Damit lässt sich verstehen, was bei einer Reaktion im Einzelnen geschieht, z. B. bei der Bildung von Kochsalz (Natriumchlorid): Kommen sich ein Natrium- und ein Chloratom nahe genug, so ist es für beide energetisch günstiger, wenn ein Elektron das Natriumatom verlässt – wodurch dieses zu einem positiv geladenen Ion wird – und zum Chloratom hinüberwechselt. Aus dem Chloratom ist jetzt ein negatives Chlorion geworden. Allein durch den Elektronenwechsel kommt es bereits zur chemischen Bindung. Diese wird noch dadurch verstärkt, dass sich die entgegengesetzt geladenen Ionen elektrisch anziehen. Verbinden sich nicht nur einzelne, sondern sehr viele Natrium- und Chlorionen miteinander, so entsteht ein Salzkristall.