Ionenbindung und Salze
Du erklärst, wie Metall- und Nichtmetallatome durch Elektronenübertragung Ionen bilden, und leitest die Formeln von Salzen ab.
Erklärung
Reagiert ein Metall mit einem Nichtmetall, entsteht ein Salz. Natrium (ein weiches, reaktives Metall) und Chlor (ein giftiges, gelbgrünes Gas) reagieren heftig zu Natriumchlorid, dem harmlosen Kochsalz.
Elektronenübertragung
- Das Metallatom gibt seine Valenzelektronen ab und erreicht dadurch die Edelgaskonfiguration der vorherigen Schale. Es wird zu einem positiv geladenen Ion (Kation): Na → Na⁺ + e⁻
- Das Nichtmetallatom nimmt Elektronen auf, bis seine Außenschale voll ist. Es wird zu einem negativ geladenen Ion (Anion): Cl + e⁻ → Cl⁻
Die entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich an. Diese Anziehung heißt Ionenbindung.
Ionenladungen ableiten
Die Ladung ergibt sich aus der Hauptgruppe:
| Hauptgruppe | Ion | Beispiele |
|---|---|---|
| I | einfach positiv | Na⁺, K⁺ |
| II | zweifach positiv | Mg²⁺, Ca²⁺ |
| III | dreifach positiv | Al³⁺ |
| VI | zweifach negativ | O²⁻, S²⁻ |
| VII | einfach negativ | F⁻, Cl⁻ |
Formeln von Salzen
Ein Salz ist insgesamt elektrisch neutral. Die positiven und negativen Ladungen müssen sich ausgleichen:
- Natriumchlorid: Na⁺ und Cl⁻ → NaCl
- Magnesiumoxid: Mg²⁺ und O²⁻ → MgO
- Calciumchlorid: Ca²⁺ und 2 Cl⁻ → CaCl₂
- Aluminiumoxid: 2 Al³⁺ und 3 O²⁻ → Al₂O₃ (6 positive und 6 negative Ladungen)
Ein Trick ist das Überkreuzverfahren: Die Ladungszahl des einen Ions wird zur Indexzahl des anderen (Al³⁺, O²⁻ → Al₂O₃).
Ionengitter
Im festen Salz bilden die Ionen ein regelmäßiges Ionengitter. Daraus folgen die typischen Eigenschaften: hohe Schmelztemperaturen, Härte, Sprödigkeit und Leitfähigkeit nur als Schmelze oder Lösung, wenn die Ionen beweglich sind.
Namen
Das Metall steht zuerst, das Nichtmetall bekommt die Endung -id: Chlorid, Oxid, Sulfid, Fluorid, Bromid, Iodid.
Das musst du dir merken
Metallatome geben Elektronen ab (Kationen), Nichtmetallatome nehmen Elektronen auf (Anionen). Die Ionen ziehen sich an und bilden ein Gitter. Die Formel ist so gebaut, dass die Ladungen sich ausgleichen.
Beispiele
Beispiel 1
- Magnesium: II. Hauptgruppe → Mg²⁺
- Chlor: VII. Hauptgruppe → Cl⁻
- Ausgleich: ein Mg²⁺ braucht zwei Cl⁻
Ergebnis MgCl₂
Beispiel 2
- Li gibt 1 Elektron ab: Li → Li⁺ + e⁻ (Heliumkonfiguration)
- F nimmt 1 Elektron auf: F + e⁻ → F⁻ (Neonkonfiguration)
- Die Ionen ziehen sich an.
Ergebnis Li⁺F⁻, Formel LiF
Aufgaben zum Üben
Formel von Kaliumoxid?
Lösung anzeigen
K⁺ und O²⁻: K₂O
Formel von Calciumsulfid?
Lösung anzeigen
Ca²⁺ und S²⁻: CaS
Formel von Aluminiumchlorid?
Lösung anzeigen
Al³⁺ und 3 Cl⁻: AlCl₃
Warum leitet festes Kochsalz den Strom nicht, eine Kochsalzlösung aber schon?
Lösung anzeigen
Im festen Gitter sind die Ionen unbeweglich, in der Lösung können sie wandern.
Fehler, die Punkte kosten
Calciumchlorid wird als CaCl geschrieben.
Ca²⁺ braucht zwei Cl⁻ zum Ausgleich: CaCl₂.
Natrium soll beim Bilden des Ions ein Elektron aufnehmen.
Metalle geben Elektronen ab und werden positiv.
Hinweis zur Klassenstufe
In welcher Klasse genau dieses Thema drankommt, unterscheidet sich zwischen den Ländern. Klasse 8 ist der häufigste Zeitpunkt.