Ionenbindung und Salze
Was passiert bei der Bildung einer Ionenbindung?
ErklĂ€rung: Bei der Ionenbindung ĂŒbertrĂ€gt ein Metallatom (niedrige ElektronegativitĂ€t) seine Valenzelektronen auf ein Nichtmetallatom (hohe ElektronegativitĂ€t). Dabei entstehen positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen.
Positiv geladene Ionen heiĂen ___, negativ geladene Ionen heiĂen Anionen.
ErklÀrung: 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.
Natriumchlorid (NaCl) besteht aus einzelnen NaCl-MolekĂŒlen.
ErklĂ€rung: Falsch! Natriumchlorid bildet ein Ionengitter, in dem Naâș- und Clâ»-Ionen regelmĂ€Ăig abwechselnd angeordnet sind. Es gibt keine einzelnen NaCl-MolekĂŒle â die Formel gibt nur das VerhĂ€ltnis der Ionen an.
Welche Ladung hat ein Natriumion?
ErklĂ€rung: 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 Naâș-Ion.
Die regelmĂ€Ăige rĂ€umliche Anordnung von Kationen und Anionen in einem Salz nennt man ___.
ErklĂ€rung: Im Ionengitter (auch Kristallgitter) sind die positiven und negativen Ionen regelmĂ€Ăig dreidimensional angeordnet. Die elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen hĂ€lt das Gitter zusammen.
Welche Ladung hat ein Magnesiumion? Gib nur die Zahl der positiven Ladungen an.
ErklĂ€rung: Magnesium steht in der II. Hauptgruppe und hat 2 Valenzelektronen. Durch Abgabe beider Elektronen erreicht es die Edelgaskonfiguration von Neon: Mg â MgÂČâș + 2eâ».
Welcher dieser Stoffe hat die höchste Schmelztemperatur?
ErklĂ€rung: 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 MolekĂŒlen, zwischen denen nur schwache KrĂ€fte wirken â obwohl ihre MolekĂŒle viel schwerer sind als eine Formeleinheit NaCl.
Salze leiten in festem Zustand den elektrischen Strom.
ErklÀrung: Falsch! Im festen Zustand sind die Ionen im Gitter fixiert und können sich nicht frei bewegen. Erst in der Schmelze oder in wÀssriger Lösung sind die Ionen beweglich und können den Strom leiten.
Die Formel von Calciumchlorid lautet ___.
ErklĂ€rung: Calcium (II. HG) bildet CaÂČâș-Ionen, Chlor (VII. HG) bildet Clâ»-Ionen. FĂŒr die LadungsneutralitĂ€t braucht man zwei Clâ» pro CaÂČâș: CaClâ.
Wie viele Chlorid-Ionen werden benötigt, um die Ladung eines Aluminiumions (AlÂłâș) auszugleichen?
ErklĂ€rung: AlÂłâș hat die Ladung +3. Jedes Clâ» hat die Ladung â1. FĂŒr LadungsneutralitĂ€t braucht man 3 Chlorid-Ionen: AlClâ (3 Ă (â1) = â3, gleicht +3 aus).
Ein einzelnes Natriumatom gibt sein Valenzelektron ab und wird zu Naâș mit Neon-Schale. Was gilt fĂŒr diesen Schritt allein?
ErklĂ€rung: Das Abgeben eines Elektrons kostet immer Energie â auch wenn danach eine Edelgasschale vorliegt. Atome âwollenâ keine volle Schale. Dass Kochsalz trotzdem von selbst entsteht, liegt an der Gitterenergie: Wenn sich Naâș und Clâ» im Ionengitter anziehen, wird viel mehr Energie frei, als die Ionenbildung gekostet hat. Die Edelgasregel (Oktettregel) ist eine ZĂ€hlhilfe, mit der man die Ionenladung vorhersagt, nicht der Grund fĂŒr die Bindung.
Ordne die Schritte der Bildung von Natriumchlorid: Ionengitter bildet sich, Natrium gibt ein Elektron ab, Chlor nimmt ein Elektron auf, Naâș und Clâ» ziehen sich an.
ErklĂ€rung: Zuerst ĂŒbertrĂ€gt Natrium sein Valenzelektron an Chlor (ElektronenĂŒbergang). Die entstehenden Ionen Naâș und Clâ» ziehen sich elektrostatisch an und ordnen sich schlieĂlich regelmĂ€Ăig im Ionengitter an.
Wie viele Elektronen hat ein Oxidion (OÂČâ»)? Die Ordnungszahl von Sauerstoff ist 8.
ErklĂ€rung: Sauerstoff hat 8 Protonen und im neutralen Zustand 8 Elektronen. Als OÂČâ»-Ion hat es 2 Elektronen zusĂ€tzlich aufgenommen: 8 + 2 = 10 Elektronen.
Wenn Salze in Wasser gelöst werden, zerfÀllt das Ionengitter in frei bewegliche Ionen. Diesen Zerfall nennt man ___.
ErklĂ€rung: Bei der Dissoziation löst Wasser das Ionengitter auf, indem die polaren WassermolekĂŒle die Ionen umhĂŒllen (Hydratation). Die Ionen bewegen sich dann frei in der Lösung.
Welche Eigenschaft ist NICHT typisch fĂŒr Salze?
ErklĂ€rung: Salze sind spröde, nicht verformbar. Wird mechanisch Druck ausgeĂŒbt, verschieben sich die Ionenschichten, sodass gleich geladene Ionen nebeneinander liegen und sich abstoĂen â das Kristall bricht.
Die VerhÀltnisformel eines Salzes gibt das ZahlenverhÀltnis der Ionen im Ionengitter an.
ErklĂ€rung: Richtig! Da Salze kein MolekĂŒl bilden, spricht man von einer VerhĂ€ltnisformel. NaCl bedeutet: Naâș und Clâ» liegen im VerhĂ€ltnis 1:1 vor. CaClâ bedeutet: CaÂČâș und Clâ» im VerhĂ€ltnis 1:2.
Wie viele Elektronen muss ein Calciumatom (Ordnungszahl 20) abgeben, um die Edelgaskonfiguration von Argon zu erreichen?
ErklÀrung: 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.
Ordne die Ionenverbindungen nach steigender Anzahl an Ionen pro Formeleinheit: NaCl, AlâOâ, MgClâ.
ErklĂ€rung: NaCl: 2 Ionen (1 Naâș + 1 Clâ»), MgClâ: 3 Ionen (1 MgÂČâș + 2 Clâ»), AlâOâ: 5 Ionen (2 AlÂłâș + 3 OÂČâ»). Die Anzahl steigt mit der KomplexitĂ€t der Ladungsbalance.
Welches Ion bildet ein Chloratom?
Antwort:
Clâ»
ErklĂ€rung: Chlor (VII. Hauptgruppe) nimmt ein Elektron auf und erreicht die Edelgasschale von Argon: Chlorid-Ion, Clâ».
Welches Ion bildet ein Sauerstoffatom?
Antwort:
OÂČâ»
ErklĂ€rung: Sauerstoff (VI. Hauptgruppe) fehlen zwei Elektronen zur vollen Schale. Er nimmt zwei auf: Oxid-Ion, OÂČâ».
Welches Ion bildet ein Aluminiumatom?
Antwort:
AlÂłâș
ErklĂ€rung: Aluminium (III. Hauptgruppe) gibt seine drei Valenzelektronen ab: AlÂłâș.
Welches Ion bildet ein Schwefelatom in einem Salz wie Natriumsulfid?
Antwort:
SÂČâ»
ErklĂ€rung: Schwefel steht unter Sauerstoff in der VI. Hauptgruppe â gleiche Zahl an Valenzelektronen, also gleiche Ionenladung: SÂČâ».
Welches Ion bildet ein Kaliumatom?
Antwort:
Kâș
ErklĂ€rung: Kalium ist ein Alkalimetall wie Natrium: ein Valenzelektron, abgegeben â Kâș.
Wie lautet die VerhÀltnisformel von Magnesiumchlorid?
Antwort:
MgClâ
ErklĂ€rung: MgÂČâș trĂ€gt zwei positive Ladungen, Clâ» nur eine negative. FĂŒr ein neutrales Salz braucht es zwei Chlorid-Ionen pro Magnesium-Ion.
Wie lautet die VerhÀltnisformel von Aluminiumoxid?
Antwort:
AlâOâ
ErklĂ€rung: AlÂłâș und OÂČâ»: Das kleinste gemeinsame Vielfache der Ladungen ist 6. Zwei Aluminium-Ionen (6+) gleichen drei Oxid-Ionen (6â) aus.