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Metallionen und Komplexbildung

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Die Autor*innen
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André Otto
Metallionen und Komplexbildung
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Metallionen und Komplexbildung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Metallionen und Komplexbildung kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib die Anwendungsmöglichkeiten von Komplexen wieder.

    Tipps

    Komplexe werden für die Herstellung von Schwarz-Weiß-Fotografien benötigt.

    An der Herstellung von Stahl sind keine Komplexe beteiligt.

    Lösung

    Komplexe sind überaus wichtige Verbindungen und finden in vielen Bereichen der Technik und des Lebens Anwendung. Neben den hier genannten Anwendungsbereichen werden Komplexe gern für Nachweise genutzt. Ihre gut erkennbare Farbigkeit ist hierbei von Vorteil.
    Komplexe werden oft als Katalysatoren eingesetzt. Außerdem sind einige wichtige Enzyme in unserem Körper Komplexverbindungen.

  • Beschreibe den Aufbau von Komplexen anhand des gezeigten Bildes.

    Tipps

    Der Name Ammin-Ligand leitet sich vom Ammoniak $(NH_3)$ ab.

    Lösung

    Komplexe enthalten immer ein Zentralteilchen. Dies sind oft die Ionen der Übergangsmetalle. Diese findest du in den Nebengruppen des Periodensystems. Beispiele sind das Eisen(III)-Ion und das Nickel(II)-Ion.

    Dieses Zentralteilchen ist von Liganden umgeben. Je nach Art des Zentralteilchen sind verschiedene Ligandenzahlen möglich. Diese wird als Koordinationszahl bezeichnet. Häufig kommen die Koordinationszahlen 2, 4 und 6 vor.

  • Benenne die gezeigten Komplexe.

    Tipps

    Sieh dir genau die Liganden des Komplexes und auch deren Anzahl an.

    Die Komplexe unterscheiden sich auch in ihren Zentral-Ionen.

    Lösung

    Bei der Benennung von Komplexen gehst du folgendermaßen vor: Als erstes werden die Liganden benannt. Das Beispiel hier im Bild besitzt zwei verschiedene Arten von Liganden, diese werden alphabetisch geordnet angegeben. Es wird daher mit den Ammin-Liganden begonnen. Bei drei Liganden erhält der Ligandenname die Vorsilbe Tri-. Dann folgen die Chlorido-Linganden. Es sind ebenfalls 3, also -trichlorido. Am Ende wird das Zentralteilchen mit seiner Oxidationsstufe angegeben. Dies ist hier das Cobalt(III)-Ion.

    Der gesamte Name dieses Komplexes lautet also Triammintrichlorido-Cobalt(III)-Ion.

  • Beschreibe die Bindungsverhältnisse in Komplexen.

    Tipps

    Ein Donator gibt etwas ab und ein Akzeptor nimmt etwas auf. Nach diesem Konzept funktioniert auch die Redoxreaktion.

    Kovalente Bindungen sind polare und unpolare Atombindungen. In diesen Bindungen teilen sich die Partner ein gemeinsames Elektronenpaar.

    Lösung

    In Komplexverbindungen bestehen koordinative Bindungen. Dies sind Elektronenpaarbindungen, bei denen das Elektronenpaar nur von einem Bindungspartner bereitgestellt wird. Dies sind in Komplexen die Liganden. Diese Elektronenpaardonatoren werden als Lewis-Basen bezeichnet. Das Zentralteilchen eines Komplexes weist eine Elektronenlücke auf. Dadurch ist es ein Elektronenpaarakzeptor und wird Lewis-Säure genannt.

    Häufig sind die Ionen der Übergangsmetalle Zentralteilchen eines Komplexes. Durch die Bereitstellung der Elektronenpaare der Liganden ist es ihnen mitunter möglich, die nächste Edelgaskonfiguration zu erreichen und somit einen stabilen Zustand.

  • Entscheide, bei welchen Verbindungen es sich um Komplexe handelt.

    Tipps

    Suche in der Verbindung das Zentralteilchen, die Liganden und die Ladung.

    Komplexe werden immer mit eckigen Klammern dargestellt.

    Lösung

    Damit genau klar ist, um was für einen Komplex es sich handelt, gibt es eine einheitliche Form, um diese zu schreiben.

    Komplexe werden in eckigen Klammern geschrieben. Darin wird zuerst das Zentralteilchen festgehalten. Dann kommen die Liganden mit ihrer entsprechenden Anzahl. Die eckige Klammer wird geschlossen und der Komplex erhält unter Umständen noch eine Ladung. Diese Ladung errechnet sich aus der Ladung des Zentralteilchens und der Ladung der Liganden.

  • Entscheide, ob die Komplexe die räumliche Struktur eines Oktaeders oder Tetraeders aufweisen.

    Tipps

    In einem Oktaeder besitzt das Zentralteilchen die Koordinationszahl 6.

    Die Koordinationszahl gibt an, von wie vielen Liganden das Zentralteilchen umgeben ist.

    Die Koordinationszahl in einem Tetraeder ist 4.

    Lösung

    Komplexe besitzen unterschiedliche räumliche Strukturen. Der hier gezeigte Hexaaqua-Eisen(III)-Komplex besitzt die Koordinationszahl 6. Die daraus resultierende Struktur ist ein Oktaeder. Diesen kannst du dir wie zwei Pyramiden vorstellen, die an der unteren Fläche zusammengeklappt sind.

    Es gibt noch weitere räumliche Strukturen wie den Tetraeder. Dabei handelt es sich um eine Pyramide mit einer dreieckigen Grundfläche. Alle Seiten der Pyramide sind genau gleich groß. Durch diesen Aufbau sind die Liganden möglichst weit voneinander entfernt und die Abstoßung ist so am geringsten.

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