Ionenbindung und Salze

Erklärung: Bei der Ionenbindung überträgt ein Metallatom (niedrige Elektronegativität) seine Valenzelektronen auf ein Nichtmetallatom (hohe Elektronegativität). Dabei entstehen positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen.

Erklärung: Kationen sind positiv geladene Ionen (Metallatome, die Elektronen abgegeben haben). Anionen sind negativ geladene Ionen (Nichtmetallatome, die Elektronen aufgenommen haben). Merkhilfe: Kation = Kat(ze) = positiv.

Erklärung: Falsch! Natriumchlorid bildet ein Ionengitter, in dem Na⁺- und Cl⁻-Ionen regelmäßig abwechselnd angeordnet sind. Es gibt keine einzelnen NaCl-Moleküle – die Formel gibt nur das Verhältnis der Ionen an.

Erklärung: Natrium steht in der I. Hauptgruppe und hat 1 Valenzelektron. Durch Abgabe dieses einen Elektrons erreicht es die Edelgaskonfiguration von Neon und wird zum einfach positiv geladenen Na⁺-Ion.

Erklärung: Im Ionengitter (auch Kristallgitter) sind die positiven und negativen Ionen regelmäßig dreidimensional angeordnet. Die elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen hält das Gitter zusammen.

Erklärung: Magnesium steht in der II. Hauptgruppe und hat 2 Valenzelektronen. Durch Abgabe beider Elektronen erreicht es die Edelgaskonfiguration von Neon: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻.

Erklärung: Kochsalz (NaCl) schmilzt erst bei 801 °C, Zucker zersetzt sich schon bei etwa 186 °C, Kerzenwachs schmilzt bei etwa 60 °C. Der Grund: Im Ionengitter des Salzes ziehen sich entgegengesetzt geladene Ionen in alle Richtungen stark an. Zucker und Wachs bestehen aus Molekülen, zwischen denen nur schwache Kräfte wirken – obwohl ihre Moleküle viel schwerer sind als eine Formeleinheit NaCl.

Erklärung: Falsch! Im festen Zustand sind die Ionen im Gitter fixiert und können sich nicht frei bewegen. Erst in der Schmelze oder in wässriger Lösung sind die Ionen beweglich und können den Strom leiten.

Erklärung: Calcium (II. HG) bildet Ca²⁺-Ionen, Chlor (VII. HG) bildet Cl⁻-Ionen. Für die Ladungsneutralität braucht man zwei Cl⁻ pro Ca²⁺: CaCl₂.

Erklärung: Al³⁺ hat die Ladung +3. Jedes Cl⁻ hat die Ladung −1. Für Ladungsneutralität braucht man 3 Chlorid-Ionen: AlCl₃ (3 × (−1) = −3, gleicht +3 aus).

Erklärung: Das Abgeben eines Elektrons kostet immer Energie — auch wenn danach eine Edelgasschale vorliegt. Atome „wollen“ keine volle Schale. Dass Kochsalz trotzdem von selbst entsteht, liegt an der Gitterenergie: Wenn sich Na⁺ und Cl⁻ im Ionengitter anziehen, wird viel mehr Energie frei, als die Ionenbildung gekostet hat. Die Edelgasregel (Oktettregel) ist eine Zählhilfe, mit der man die Ionenladung vorhersagt, nicht der Grund für die Bindung.

Erklärung: Zuerst überträgt Natrium sein Valenzelektron an Chlor (Elektronenübergang). Die entstehenden Ionen Na⁺ und Cl⁻ ziehen sich elektrostatisch an und ordnen sich schließlich regelmäßig im Ionengitter an.

Erklärung: Sauerstoff hat 8 Protonen und im neutralen Zustand 8 Elektronen. Als O²⁻-Ion hat es 2 Elektronen zusätzlich aufgenommen: 8 + 2 = 10 Elektronen.

Erklärung: Bei der Dissoziation löst Wasser das Ionengitter auf, indem die polaren Wassermoleküle die Ionen umhüllen (Hydratation). Die Ionen bewegen sich dann frei in der Lösung.

Erklärung: Salze sind spröde, nicht verformbar. Wird mechanisch Druck ausgeübt, verschieben sich die Ionenschichten, sodass gleich geladene Ionen nebeneinander liegen und sich abstoßen – das Kristall bricht.

Erklärung: Richtig! Da Salze kein Molekül bilden, spricht man von einer Verhältnisformel. NaCl bedeutet: Na⁺ und Cl⁻ liegen im Verhältnis 1:1 vor. CaCl₂ bedeutet: Ca²⁺ und Cl⁻ im Verhältnis 1:2.

Erklärung: Calcium hat die Elektronenkonfiguration 2-8-8-2. Durch Abgabe von 2 Valenzelektronen erreicht es die Konfiguration 2-8-8, was der Edelgaskonfiguration von Argon entspricht.

Erklärung: NaCl: 2 Ionen (1 Na⁺ + 1 Cl⁻), MgCl₂: 3 Ionen (1 Mg²⁺ + 2 Cl⁻), Al₂O₃: 5 Ionen (2 Al³⁺ + 3 O²⁻). Die Anzahl steigt mit der Komplexität der Ladungsbalance.