Ionische Bindung

Ionic Bonding

Chemie Klasse 11 15 Aufgaben

BindungenIonenbindungSalzeKerncurriculum

Lithium trifft Fluor: Die Oberstufe nimmt die Ionenbindung energetisch wieder auf — Elektronenübergang, Gitterenergie, die Coulomb-Anziehung zwischen Kation und Anion — und wendet sie auf Mineralsalze in Lebensmitteln und auf die Kennzeichnung von Gefahrstoffen an. Die Kinder leiten Verhältnisformeln aus Ionenladungen ab und sagen Eigenschaften (Leitfähigkeit nur gelöst oder geschmolzen) aus dem Gitter voraus. Die dokumentierte Fehlvorstellung bleibt dieselbe wie in Klasse 9: Salze bestünden aus „NaCl-Molekülen" (Taber 2002). Bereitet die Lebensmittel- und Pharmaziechemie der Qualifikationsphase vor.

Voraussetzungen (2)

Atommodell nach Dalton und Periodensystem

Klasse 8

›

Chemische Reaktion – Grundlagen

Klasse 8

›

Ermöglicht (1)

Kovalente Bindung und Molekülgeometrie

Klasse 11

›

Leicht

Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Lithium reagiert mit Fluor zu Lithiumfluorid (LiF). Was geschieht dabei mit den Elektronen?

● Das Lithiumatom gibt sein Außenelektron an das Fluoratom ab — es entstehen Li⁺ und F⁻.
○ Lithium- und Fluoratom teilen sich ein gemeinsames Elektronenpaar.
○ Beide Atome geben ihre Außenelektronen in ein gemeinsames Elektronengas ab.

Ionenbindung heißt Elektronenübertragung. Das Metall (Lithium, niedrige Elektronegativität) gibt Elektronen ab, das Nichtmetall (Fluor, hohe EN) nimmt sie auf. Ein geteiltes Elektronenpaar wäre eine kovalente Bindung, ein Elektronengas die Metallbindung — beides passt nicht zu Metall + Nichtmetall.

Wahr / Falsch #2 10s ▶ Testen

Natriumchlorid (NaCl) bildet ein regelmäßiges Ionengitter.

✓ Wahr

Richtig. NaCl kristallisiert in einem kubischen Ionengitter, in dem Na⁺- und Cl⁻-Ionen abwechselnd angeordnet sind.

Lückentext #3 10s ▶ Testen

Bei der Ionenbindung gibt Natrium (Na) ___ Elektron(en) ab und wird zum Na⁺-Ion.

✓ Antwort: 1

Natrium (Gruppe 1) hat ein Valenzelektron, das es abgibt, um die stabile Edelgaskonfiguration (wie Neon) zu erreichen.

Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

Ionenverbindungen leiten als Feststoff den elektrischen Strom.

✓ Falsch

Falsch. Im festen Ionengitter sind die Ionen fixiert und können sich nicht bewegen. Erst in Lösung oder als Schmelze sind die Ionen mobil und leiten Strom.

Zahleneingabe #5 10s ▶ Testen

Magnesium (Mg) steht in der 2. Hauptgruppe. Wie viele Elektronen gibt es bei der Ionenbindung ab?

✓ Antwort: 2

Mg hat 2 Valenzelektronen und gibt beide ab, um die Edelgaskonfiguration (wie Neon) zu erreichen: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻.

Multiple Choice #6 15s ▶ Testen

Welche Aussage zur Gefahrstoffkennzeichnung ist richtig?

● Gefahrstoffsymbole (GHS-Piktogramme) geben Auskunft über das Gefahrenpotenzial einer Chemikalie.
○ Alle Chemikalien im Labor sind ungefährlich.
○ Gefahrstoffe müssen nicht gekennzeichnet werden.
○ Das GHS-System gilt nur in Deutschland.

Das GHS (Globally Harmonized System) nutzt weltweit einheitliche Piktogramme, Signalwörter und H-/P-Sätze zur Kennzeichnung von Gefahrstoffen.

Lückentext #7 10s ▶ Testen

Die Verhältnisformel von Calciumchlorid ist Ca___₂.

✓ Antwort: Cl

Calcium (Ca²⁺) benötigt zwei Chlorid-Ionen (Cl⁻) zum Ladungsausgleich: CaCl₂.

Wahr / Falsch #8 10s ▶ Testen

Mineralsalze sind Mikronährstoffe und werden vom Körper nur in geringen Mengen benötigt.

✓ Wahr

Richtig. Mineralsalze (z. B. Natrium, Kalium, Calcium, Eisen) sind essenziell, werden aber nur in kleinen Mengen benötigt (Mikronährstoffe).

Zahleneingabe #9 10s ▶ Testen

Aluminium (Al) bildet das Ion Al³⁺. Wie viele Elektronen hat Al³⁺, wenn Al 13 Elektronen besitzt?

✓ Antwort: 10

Al hat 13 Elektronen. Al³⁺ hat 3 Elektronen abgegeben: 13 − 3 = 10 (Edelgaskonfiguration von Neon).

Lückentext #10 10s ▶ Testen

Die Kraft, die Kationen und Anionen im Ionengitter zusammenhält, heißt ___ Anziehung.

✓ Antwort: elektrostatische

Die elektrostatische Anziehung (Coulomb-Kraft) zwischen positiv und negativ geladenen Ionen ist die treibende Kraft der Ionenbindung.

Wahr / Falsch #11 10s ▶ Testen

Kaliumiodid (KI) besteht aus K⁺- und I⁻-Ionen im Verhältnis 1:1.

✓ Wahr

Richtig. Kalium (Gruppe 1) gibt 1 Elektron ab → K⁺. Iod (Gruppe 17) nimmt 1 Elektron auf → I⁻. Verhältnisformel: KI.

Multiple Choice #12 15s ▶ Testen

Welches der folgenden Symbole (GHS) warnt vor einer akuten Toxizität?

● Totenkopf mit gekreuzten Knochen
○ Flamme
○ Ausrufezeichen
○ Umwelt-Piktogramm (toter Baum und Fisch)

Das GHS-Piktogramm Totenkopf mit gekreuzten Knochen (GHS06) steht fuer akute Toxizitaet (Lebensgefahr oder Gesundheitsgefahr bei Verschlucken, Einatmen oder Hautkontakt).

Zahleneingabe #13 10s ▶ Testen

Magnesiumoxid besteht aus Mg²⁺ und O²⁻. Wie lautet die Gesamtladung der Formeleinheit MgO?

✓ Antwort: 0

+2 + (−2) = 0. Ionenverbindungen sind nach außen hin elektrisch neutral.

Mittel

Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Kaliumbromid ist eine Ionenverbindung. Welches Messergebnis passt dazu?

● Es schmilzt erst bei 734 °C und leitet als Schmelze den Strom.
○ Es schmilzt schon bei −7 °C und verdampft leicht.
○ Es leitet bereits als fester Kristall den Strom.

Die starken elektrostatischen Kräfte im Ionengitter erfordern viel Energie zum Aufbrechen — Ionenverbindungen schmelzen hoch. Strom leiten sie erst, wenn die Ionen beweglich sind, also in der Schmelze oder Lösung, nicht im festen Gitter.

Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Warum löst sich NaCl gut in Wasser?

● Wasser-Dipole umgeben die Ionen und stabilisieren sie (Hydratation).
○ NaCl ist ein unpolares Molekül.
○ Wasser bricht kovalente Bindungen auf.
○ NaCl verdampft in Wasser.

Wasser ist ein polares Lösemittel. Die partiell negativen Sauerstoffatome lagern sich an Na⁺ an, die partiell positiven Wasserstoffatome an Cl⁻. Dieser Hydratationsprozess löst das Ionengitter auf.