Chemieprüfung 3gM: Ionenbildung
28.09.2015
28.09.2015
Kartei Details
| Karten | 32 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Chemie |
| Stufe | Mittelschule |
| Erstellt / Aktualisiert | 23.09.2015 / 30.03.2020 |
| Weblink |
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Die Bildung von Salzen aus Metallen und Nichtmetallen
Ein Salz ist eine Verbingung aus einem Metall und einem Nichtmetall.
Aufbau und Eigenschaften von Salzen
- Bestehen aus Ionen
- Metall gib e- ab --> positiv geladenes Ion = Kation
- Nichtmetall nimmt e- auf --> negativ geladenes Ion = Anion (grösser als Atom weil sie mehr Elektronen besitzen)
in regelmäßigen, hochsymmetrischen Gitterstrukturen kristallisierenden Verbindungen
Formeln und Namen von Salzen
Bsp: Na --> Na+ , Cl --> Cl- = NaCl --> Natriumchlorid (id = einfaches, negativ geladenes Ion)
Das Lösen von Salzen
Wenn Salzkristalle mit Wasser in Berührung kommen, dann lagern sich an deren Oberflächen und Kanten die Wassermoleküle als Dipole an. Dabei richten sich die positiv geladenen Ionen des Salzes am negativen Pol des Wassermoleküls aus - und umgekehrt - die negativ geladenen Ionen am positiven Pol des Wassermoleküls.
Diese Wechselwirkung nennt man Ion-Dipol-Wechselwirkung, bei der die Ionen am Rande des Ionengitters von Wassermolekülen aus dem Ionengitter herausgelöst und von ihnen umhüllt werden (Hydrathülle). Nun können die Ionen in das Wasser diffundieren. Diesen Vorgang bezeichnet man als Hydratation, bei dem Energie frei wird, die Hydrationsenergie. Sie dient als Maß für die Neigung der Ionen, sich mit Wassermolekülen zu verbinden
Wann handelt es sich bei einer Verbindung um einen molekularen (flüchtigen) oder einen salzartigen Stoff?
Molekulare Verbindungen entstehen aus Nichtmetall und Nichtmetall – sie sind Nichtleiter (Isolatoren) mit zumeist relativ niedrigem Siedepunkt (diamantartige oder kunststoffartige Verbindungen mit Riesenmolekülen ausgenommen).
Ionische Verbindungen (Salze) bestehen aus Kationen und Anionen. Sie sind oft salzartig:
- spröde,
- kristallförmig
- von hohem Schmelz- und Siedepunkt und
- elektrisch leitfähig nur in Schmelze oder Lösung.
Die Ionen entstehen bei der Reaktion von Metall- und Nichtmetallatomen.
Bildung von Kationen und Anionen aufgrund ihrer Lage im Periodensystem der Elemente korrekt beschreiben
Kationen werden gebildet...
Atome mit 1 bis 4 Außenelektronen neigen dazu, Elektronen abzugeben. Es handelt sich dabei meist um Metalle, die den Edelgaszustand erreichen wollen. Dabei entstehen positiv geladene Ionen. Solche Ionen heißen Kationen.
Anionen werden gebildet...
Atome mit 5 bis 7 Außenelektronen können Elektronen aufnehmen. Dabei entstehen negativ geladene Ionen. Solche Ionen heißen Anionen.
Die Veränderung der Radien von Atomen und ihren entsprechenden Ionen erklären
Einem Atom wird ein Atomradius zugeschrieben, mit dem seine räumliche Größe näherungsweise bestimmt werden kann. In überwiegend ionisch aufgebauten Systemen werden den Atomen Ionenradien zugeschrieben. Der Ionenradius bezeichnet die effektive Größe eines einatomigen Ions in einem Ionengitter.
Die Atomradien nehmen innerhalb einer Gruppe des Periodensystems von oben nach unten zu und innerhalb einer Periode von links nach rechts ab. Dies erklärt sich daraus, dass innerhalb einer Periode die Kernladungszahl und damit die positive Ladung des Kerns wächst. Somit werden die negativen Elektronen des Atoms stärker angezogen.
Der Atomradius steigt, weil die Anzahl der Schalen und somit die räumliche Ausdehnung des Atoms zunimmt.
das Zustandevorkommen von bestimmten Verhältnissen in der Formel von Salzen erklären
die physikalischen Eigenschaften von salzartigen Stoffen (Sprödheit, Leitfähigkeit) mit deren innerem Aufbau beschreiben und erklären
Elektrische Leitfähigkeit: nur im flüssigen und gelösten Zustand
Salze besitzen in der Regel eine hohe Schmelz- und Siedetemperatur, eine geringe Härte meist eine geringe thermische Ausdehnung und Kompressibilität.
Spröde aber spaltbar
Stabilität von salzartigen Stoffen mit Energieüberlegungen deuten
Kristalline Salzstrukturen zeichnen sich auf Grund der bei ihrer Bildung freigesetzten, z.T. beträchtlichen Gitterenergien oftmals durch eine besondere Stabilität aus, hohe Schmelz- und Siedepunkte sind die Folge.
verschiedene Energiebeträge, welche bei der Bildung von Salzen aus ihren Elementen auftreten, bennenen und in einem Kreisprozess (Born-Haber) beschreiben und berechnen
berechnen: auf der rechten Seite haben wir Elektroaffinität und Gitterenergie, auf der linken Seite alle anderen Energien. Beide Seiten müssen den gleichen Betrag haben. So kann man die einzelnen Energien berechnen.
Mit Hilfe bekannter Werte für die Gitter- und Hydrationsenergie die Lösungswärme von Salzen berechnen
Energie muss aufgewendet werden, um aus einem Ionengitter einzelne Ionen zu machen (Gitterenergie), gleichzeitig wird aber auch Energie freigesetzt, wenn sich beim auflösen ins Wasser die Wassermolekülen um die Ionen kommen (Hydratationsenergie)
Gitterenergie > Hydratationsenergie = Wasser wird kalt
Gitterenergie < Hydratationsenergie = Wasser wird warm
Hydratationsenergie - Gitterenergie = Lösungswärme
F-
Fluorid
Cl-
Chlorid
Br-
Bromid
I-
Iodid
O(2-)
Oxid
S(2-)
Sulfid
N(3-)
Nitrid
P(3-)
Phosphid
OH-
Hydroxid
SO4(2-)
Sulfat
HSO4(-)
Hydrogensulfat
PO4(3-)
Phosphat
HPO4(2-)
Hydrogenphosphat
H2PO4
Dihydrogenphosphat
CO3(2-)
Carbonat
HCO3
Hydrocarbonat
NO3(-)
Nitrat
CN(-)
Cyanid
NH4(+)
Ammonium
H3O(+)
Hydronium
