Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 51 Die chemischen Bindungen 4 Makroskopisch entstehen regelmäßig geformte Salzkristal- le. Ein Kristall ist ein Feststoff, der von ebenen Flächen re- gelmäßig begrenzt wird ( F19 ). Die Art der Ionen und ihre Größe entscheidet dabei über die entstehende Form. Es gibt würfelförmige Ionenkristalle wie z. B. das Kochsalz, aber auch andere Formen wie Oktaeder oder Prismen aller Art sind möglich. Mit der Entstehung und dem Aufbau von Kristallen beschäftigt sich die Wissenschaft der Kristallo- graphie. In einem Salzkristall ist jedes Ion von einer bestimmten An- zahl an Gegenionen (Ionen mit entgegengesetzter Ladung) direkt „umzingelt“. Diese Anzahl von Gegenionen nennt man Koordinationszahl . Kochsalz mit seiner Würfelform hat die Koordinationszahl 6: Jedes Natriumion ist direkt von 6 Chloridionen umgeben und umgekehrt. Es gibt auch Salze, die aus mehr als nur 2 verschiedenen Atomarten bestehen, dazu mehr im nächsten Kapitel. Zusammenfassung Eine Ionenbindung entsteht aus Durch die elektrostatischen Anziehungskräfte der Kationen und Anionen bildet sich ein Ionengitter . Abb. 4.11: Entstehung eines Ionengitters Abb. 4.12: Salzkristall submikroskopisch vs. makroskopisch Z Nichtmetallatom: Hoher EN-Wert: Nimmt so viele e – auf, bis die Außenschale voll ist Wird zu neg. geladenem Anion Metallatom: Niedr. EN-Wert Gibt alle seine Valenzelektronen ab Wird zu pos. geladenem Kation Entstehung von Ionen Bilde Ionen aus folgenden Atomen: K, F, P, Al, Mg, S, N, Li, Ca L 4.4.1 F23 Chlor hat also im Grunde 1 Elektron zu wenig für den Edel- gaszustand (nur 7 statt 8 gewünschten), und Natrium 1 Elek- tron zu viel (nimmt man das eine Elektron weg, zählt die darunter liegende Schale als äußerste und diese ist voll). Nun machen die Beiden das Naheliegendste: Das Natrium­ atom gibt 1 Elektron ab und das Chloratom nimmt dieses auf. So erreichen beide Partner Edelgaszustand. Wichtig: Ein Metallatom gibt alle seine Valenzelektronen ab, ein Nichtmetallatom nimmt so viele Valenzelektronen auf, bis es eine volle Schale erreicht hat. Dadurch entstehen Ionen. Das Chloratom, das ein Elektron aufgenommen hat, wird zu einem Cl – , einem einfach nega- tiv geladenen Chlorid-Anion. Das Natriumatom, das ein Elektron abgegeben hat, wird zu einem Na + , einem einfach positiv geladenen Natrium-Kation. Natriumion Protonen 11 Elektronen 10 Gesamtladung 1+ Chloridion Protonen 17 Elektronen 18 Gesamtladung 1– Einzeln können Ionen nicht existieren, bei der oben be- schriebenen Reaktion schließen sich die positiven und negativen Ionen durch elektrostatische Anziehungskräfte zusammen. Dadurch können sich riesige regelmäßige Gitter aus + und – geladenen Ionen bilden. Siehe Abb. 4.11. Abb. 4.9: Schalenmodell Chlor und Natrium, plus Elektronenübergang bei der Entstehung der Ionen Abb. 4.10: entstandene Ionen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv