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Ionenbindung – Bindung der Salze 03:32 min

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Transkript Ionenbindung – Bindung der Salze

Natrium. Es entzündet sich, wenn es mit Wasser in Berührung kommt. Dieses grünliche Gas ist Chlor. Es ist so giftig, dass es als chemische Waffe eingesetzt wird. Wenn diese beiden gefährlichen Elemente, Natrium und Chlor, chemisch verbunden werden, entsteht etwas, das völlig anders aussieht als die Ausgangsstoffe. Es ist ziemlich harmlos. Wir essen es jeden Tag. Natriumchlorid – Speisesalz. Auch viele andere alltägliche Verbindungen sind das Ergebnis einer Reaktion von Metall- mit Nichtmetallatomen, wie das Zinkoxid in Sonnencreme oder das Natriumfluorid in Zahnpasta. Aber wie entstehen diese Verbindungen? Metallatome besitzen normalerweise nur ein oder zwei Außenelektronen. Um einen stabilen Zustand zu erreichen, müssen sie diese Elektronen abgeben. So bleibt eine voll besetzte Außenschale zurück. Nichtmetalle besitzen normalerweise vier oder mehr Außenelektronen. Deshalb müssen sie Elektronen aufnehmen, um einen stabilen Zustand zu erreichen. Wenn also Metalle mit Nichtmetallen reagieren, können Elektronen von einem Atom zum anderen übertragen werden. Natrium gibt sein einziges Außenelektron an das Chloratom ab. So erhalten beide eine voll besetzte Außenschale. Aber nun besitzt das Chloratom ein Elektron mehr, als es Protonen im Kern hat. Es hat nun eine negative Ladung. Deshalb wird es nicht mehr Atom genannt. Es ist ein geladenes Teilchen, ein Chloridion. Das Natriumatom hat ein Elektron verloren. Es ist nun positiv geladen – ein Natriumion. Da sich Gegensätze anziehen, gehen das positive und das negative Ion eine starke Bindung ein. Diese Anziehungskraft wird Ionenbindung genannt. Die positiven Natriumionen und die negativen Chloridionen liegen dicht beieinander. Sie bilden ein riesiges, dreidimensionales Ionengitter. Die Bindung zwischen Ionen ist sehr stark. Es wird sehr viel Energie benötigt, um sie wieder zu trennen. Deshalb haben Ionenverbindungen hohe Schmelz- und Siedepunkte. Die gefährlichen Elemente Natrium und Chlor sind in der Verbindung nicht mehr vorhanden. Sie wurden zu Natriumionen und Chloridionen mit vollkommen anderen Eigenschaften. Das Salz, das wir täglich verwenden, existiert also nur, weil die Atome zu Ionen geworden sind.

8 Kommentare
  1. Super Video!

    Von .Nr. , vor 4 Monaten
  2. Hallo Timmi,

    die fortlaufende Ordnungszahl der Elemente im Periodensystem gibt an, wie viele Protonen ein Element besitzt. Da Atome eines Elementes ungeladen sind, ist die Anzahl der Elektronen ebenfalls so hoch wie diese Ordnungszahl.

    Liebe Grüße aus der Redaktion.

    Von Karsten S., vor 8 Monaten
  3. Wo sieht man auf dem periodensystem wie viele Elektronen ein Element hat?

    Von Timmi100905, vor 8 Monaten
  4. Gibt es die Möglichkeit dieses Video herunterzuladen und als Unterrichtsmaterial zu nutzen?

    Von Sena Cbk, vor 10 Monaten
  5. Diese legendäre Musik am Anfang mit irgendwelchen giften die verbindet werden oder so.... und dann kommt einfach KOCHSALZ HAHA

    Von Ricky1012, vor etwa einem Jahr
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Ionenbindung – Bindung der Salze Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Ionenbindung – Bindung der Salze kannst du es wiederholen und üben.

  • Gib die Metalle und Nichtmetalle im Periodensystem der Elemente an.

    Tipps

    Es gibt viel mehr Metalle als Nichtmetalle.

    Gold ist ein Metall.

    Stoffe die bei Raumtemperatur gasförmig sind, sind keine Metalle.

    Lösung

    Es gibt deutlich mehr Elemente, die zur Gruppe der Metalle gehören, als Elemente, die zur Gruppe der Nichtmetalle gehören.

    Wasserstoff $H$ ist als Gas, das einzige Nichtmetall, welches wir auf der linken Seite des Periodensystems finden. Die Alkalimetalle ($Li$ bis $Fr$) und auch die Erdalkalimetalle ($Be$ bis $Ra$) gehören zu den Metallen. Auch Aluminium $Al$, Gallium $Ga$, Indium $In$, Zinn $Sn$, Thallium $Tl$, Blei $Pb$, Bismut $Bi$ und Polonium $Po$ gehören zur Gruppe der Metalle. Zwischen dieser Gruppe und der Erdalkalimetallgruppe finden sich weitere Metalle, die Übergangsmetalle.

    Die Edelgase ($He$ bis $Rn$) gehören zu den Nichtmetallen, ebenso die Gruppe direkt links davon.

    Die nicht markierbaren Elemente gehören zur Gruppe der Halbmetalle, diese weisen sowohl Eigenschaften der Metalle wie auch der Nichtmetalle auf.

  • Nenne die chemischen Eigenschaften von Natrium, Chlor und Kochsalz.

    Tipps

    Welche Eigenschaften sollte Speisesalz (Kochsalz) haben, wenn wir es relativ risikolos im Alltag verwenden können?

    Chlor wurde vorallem in großen Mengen im 1. Weltkrieg eingesetzt.

    Lösung

    Die Stoffe Natrium, Chlor und Kochsalz haben ganz unterschiedliche Eigenschaften.

    Natrium ist ein Metall, das an der Luft sofort eine schützende Oxidschicht ausbildet. Mit Wasser reagiert es sehr heftig und gleitet dabei auf einem Wasserstoffpolster über das Wasser.

    Chlor ist ein gasförmiges Nichtmetall, dieses wirkt erstickend und verbindet sich mit der Feuchtigkeit in der Lunge zu Salzsäure. Daher wurde es im Ersten Weltkrieg als Waffe eingesetzt. Es liegt zudem als Molekül $Cl_2$ vor.

    Natriumchlorid ist ein Salz, es ist sehr reaktionsträge und bildet ein Ionengitter aus. Außerdem verwendet man es gerne zum Kochen.

  • Erkläre, wie sich Chlor und Natrium verändern, wenn sie zum Salz Natriumchlorid reagieren.

    Tipps

    Ionen besitzen mehr oder weniger Elektronen als die Atome, aus denen sie gebildet wurden.

    Elektronen besitzen eine negative Ladung.

    Elemente der Hauptgruppe werden nur so viele Elektronen abgeben, wie sich in ihrer äußeren Schale aufhalten. Sie haben dann die Elektronenkonfiguration des Edelgases aus der Periode darüber.

    Elemente der Hauptgruppe werden nur soviele Elektronen aufnehmen, wie ihnen zur vollbesetzen Außenschale noch fehlen.

    Lösung

    Wenn Elemente mit einem größeren Elektronegativitätsunterschied miteinander reagieren, dann entzieht der elektronegativere Stoff dem Stoff mit der geringeren Elektronegativität die Elektronen aus dessen äußeren Schale.

    Durch die Aufnahme der zusätzlichen Elektronen, wird der Stoff negativ geladen und ist kein Atom mehr, sondern ein Ion, genauer ein Anion. Durch die Abgabe seiner äußeren Elektronen, wird der andere Stoff positiv geladen und ist auch kein Atom mehr, sondern ebenfalls ein Ion, genauer ein Kathion.

    Es wird immer die Elektronenkonfiguration des Edelgases aus der Periode darüber angegeben, dabei hilft dir das Periodensystem.

    Ein Ion besitzt immer eine Ladung und seine Elektronenzahl stimmt nicht mehr mit der Kernladungszahl (Ordnungszahl überein).

    Verbinden sich positive Kationen und negative Anionen und gleicht sich dabei ihre Ladung aus, hat sich ein Salz gebildet.

  • Erkläre, was eine Ionenbindung ist.

    Tipps

    Elektronen sind negativ geladen.

    Ein elektronegativer Stoff zieht stärker an Elektronen als ein weniger elektronegativer Stoff.

    Lösung

    Eine Ionenbindung ist keine Atombindung, wie du sie von den Molekülen kennst. Bei der Ionenbindung gibt es keine Bindungselektronen, da diese bei der Ionenbildung komplett übertragen wurden.

    Dafür wirkt jedoch eine sehr starke elektromagnetische Anziehung zwischen den unterschiedlich geladenen Ionen. Die Ionenbindung ist diese Anziehung. Die Ionen versuchen sich dabei so anzuordnen, das sie den größtmöglichen Kontakt zu den anders geladenen Ionen aufweisen und den kleinstmöglichen Kontakt zu den gleichgeladenen Ionen aufweisen. So bildet sich das Ionengitter eines Salzes.

  • Gib die Formeln von Natrium, Chlorid und Natriumchlorid an.

    Tipps

    Die Elementsymbole findest du im Periodensystem.

    Metalle liegen in Metallbindungen vor, hier reicht es exemplarisch, nur das Elementsymbol hinzuschreiben.

    Nichtmetalle kommen, wenn sie keine vollständig gefüllte Außenschale besitzen (Edelgaskonfiguration), als Moleküle vor.

    Salze sind Verbindungen aus Metall und Nichtmetall.

    Lösung

    Das Elementsymbol des Natriums ist $Na$. Da Natrium als Metall vorliegt, reicht es, $Na$ als Formel anzugeben.

    Chlor ist ein Nichtmetall und hat keine gefüllte Außenschale. Chlor liegt daher als Molekül vor. Das Elementsymbol von Chlor ist $Cl$, es bildet das Molekül $Cl_2$.

    Die Formel von Natriumchlorid ist $NaCl$. Natrium gibt bei der Reaktion ein Elektron ab und wird zu $Na^+$, Chlor nimmt ein Elektron auf und wird zu $Cl^-$. Gemeinsam bilden diese Ionen ein Ionengitter, dessen kleinstes Element $NaCl$ ist.

  • Gib an, welche dieser Reaktionen zu Salzen führen.

    Tipps

    Nur wenn Metalle und Nichtmetalle reagieren, bildet sich als Produkt ein Salz.

    Die Metalle findest du von unten links beginnend im PSE.

    Die Nichtmetalle findest du von oben rechts beginnend im PSE.

    Lösung

    Ein Salz kann sich bilden, wenn mindestens zwei Stoffe mit einem großen Unterschied in ihrer Elektronegativität $\Delta EN$ reagieren.

    Dabei gilt für viele Verbindungen diese Einteilung:

    $\begin{array}{c|c} \text{Elektronegativitätsdifferenz }\Delta EN & \text{Bindungsart}\\ \hline \Delta EN>1,7 & \text{ionische Bindung}\\ \hline 1,7>\Delta EN>0,4 & \text{polare Bindung}\\ \hline \Delta EN<0,4 & \text{unpolare Bindung} \end{array}$

    Also erst ab einem Elektronegativitätsunterschied von 1,7 kann man bei vielen Verbindungen von einer ionischen Bindung ausgehen, die dann ein Salz bilden kann.

    Polare und unpolare Bindungen sind dagegen kovalente Bindungen, führen also zur Bildung von Molekülen.