Kohlendioxid ist eines der wichtigsten Nichtmetalloxide. Es gehört zur Klasse der anorganischen Verbindungen und hat die Formel CO2. Ein anderer Name ist Kohlenstoffdioxid.
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Ansehen : Starten Sie die JSmolVisualisierung oben durch Anklicken des Links unter Bild 2.
In der JSmolVisualisierung oben sehen Sie Spalten von Molekülen, die abwechselnd nach rechts oben und nach rechts unten zeigen. Die Moleküle in einer Spalte zeigen abwechselnd nach vorn und nach hinten. Das können Sie besonders gut in der Kalottendarstellung erkennen.
Bild 3 : So liegen die KohlendioxidMoleküle nicht im Kristall.
Diese Anordnung wäre zwar platzsparend, aber die Kohlenstoffatome würden sich wegen ihrer positiven Teilladung
abstoßen, ebenso die Sauerstoffatome.
Würde man versuchen, die stäbchenförmigen KohlendioxidMoleküle möglichst platzsparend anzuordnen, würde man sie nebeneinander wie die Streichhölzer in der Schachtel legen. Bild 3 zeigt eine solche Anordnung. In der zugehörigen JSmolVisualisierung (Aufruf über den Link unter Bild 3) können Sie sie interaktiv erforschen. Die Moleküle liegen aber nicht so, sondern sind gegeneinander gekippt. Warum ist das so ?
Kohlenstoff hat eine niedrigere Elektronegativität als Sauerstoff. Daher tragen die beiden Sauerstoffatome eine negative Teilladung, das Kohlenstoffatom eine positive Teilladung. Würden die Moleküle nebeneinander liegen, wären auch die Kohlenstoffatome nebeneinander und würden sich aufgrund ihrer Ladung abstoßen. Genauso würden Sauerstoffatome nebeneinander liegen und würden sich abstoßen.
Die Moleküle lagern sich also so, dass jedes Kohlenstoffatom einen möglichst großen Abstand von den Kohlenstoffatomen der benachbarten Moleküle hat. Außerdem soll natürlich auch jedes Sauerstoffatom einen möglichst großen Abstand von allen Sauerstoffatomen der umliegenden Moleküle haben. Das Resultat sind die gegeneinander gekippten Moleküle, im Bild ganz oben zu sehen. Jedes Sauerstoffatom ist von 3 Kohlenstoffatomen der benachbarten Moleküle umgeben, ebenso ist jedes Kohlenstoffatom von Sauerstoffatomen der Nachbarmoleküle umgeben.
Festes Kohlendioxid kann man kaufen. Es heißt Trockeneis und hat eine Temperatur von 78° C. Bei dieser Temperatur sublimiert es. An dem immer noch sehr kalten KohlendioxidGas schlägt sich die Luftfeuchtigkeit nieder, und es bilden sich wallende Nebel, die früher für Theatereffekte benutzt wurden heute gibt es Besseres.
Zwischen den einzelnen Molekülen wirken nur schwache Kräfte. Dort sind keine Ionen oder Atombindungen vorhanden, sondern nur so genannte Dipolkräfte oder vanderWaalsKräfte. Um sie zu überwinden, ist nur wenig Energie nötig, die schon bei 78° aufgebracht werden kann.
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