Ionenbindungen (Salze und ihre Eigenschaften)

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von Ladung und Grösse der lonen ab. lonenbindungen streben Atome danach ein Edelgaskonfiguration zu erreichen. Ein oder mehrere Elektronen werden von einem Reaktionspartner an den anderen abgegeben. Es entsteht eine lonenbindung, (Nichtmetall - Metall, siehe oben) Die chemische Bindung entsteht hierbei durch die elektrostatische Anziehung der beiden Ionenarten. Wichtig: Je nach Grösse und ihrer Ladung bilden die lonen in der Art, räumlich streng regelmässige lonenverbände aus. Diese nennt man lonengitter. Sehr wichtig: lonen ordnen sich im lonengitter so an, dass sich die positiven und negativen Ladungen insgesamt neutralisieren. (jedes positive lon umgibt sich mit negativen lonen und umgekehrt) Positiv und negativ geladene lonen lagern sich aufgrund der elektrostatischen Anziehungskräfte zu einem lonengitter zusammen. Dabei wird eine Reaktionsenthalpie frei, welches die Gitterenthalpie ist. Am Beispiel Kochsalz: NaCl =Kochsalz Kochsalz besteht aus einfach positiv geladenen Natrium und einfach negativ geladenen Chlor-lonen. Wenn es einfach positiv oder negativ geladen ist, bedeutet es, dass Natrium-Atome während der Reaktion je ein Elektron abgeben und Chlor-Atome je eines aufnehmen. Grund dafür: Natrium steht im PSE in der ersten Hauptgruppe. Er hat somit jeweils nur ein Valenzelektron, welcher schwach gebunden ist. Chloratome haben 7 Valenzelektronen, die stark vom Atomrumpf angezogen werden. Achtung! Es herrschen unterschiedliche, anziehende Kräfte. Es findet folglich ein Elektronenübergang statt (von den Metall- zu den Nichtmetallatomen). Zusammenfassend: Reagiert ein Metall mit einem Nichtmetall (Stoffebene), so kommt es zu einer Elektronenübertragung von den Metall- zu den Nichtmetallatomen (Teilchenebene). Die dabei entstehenden Verbindungen (Stoffebene) heissen lonenverbindungen oder Salze, nach ihrem bekanntesten Vertreter, Dem Kochsalz NaCl. Metall + Nichtmetall-> Metallionen (positiv) + Nichtmetallionen (negativ) ^ (Dreieck)H < 0 Der Zusammenhalt der lonen innerhalb eines Salzes, die lonenbindung, wird durch elektrostatische anziehende Kräfte bewirkt Merke: Jedes lon hat also einen festen Platz in einem lonengitter. Sie sind sehr stabile Verbindungen, deren Bindungsstärke über die Gitterenergie (UG) angegeben wird. Wenn sich ein Kristall bildet, wird Energie frei, die der Gitterenergie entspricht. (Möchte man den Kristall zerbrechen, muss man genau diese Gitterenergie aufbringen.) 3. Warum gibt es unterschiedliche Gitterenthalpien von verschiedenen Salzen und was hat das mit der Schmelztemperatur zu tun? Definition Gitterenthalpie: Energie, die frei wird, wenn sich lonen zu einem lonengitter zusammenlagern. Sie ist die Ursache des stark exothermen Verlaufs vieler Reaktionen zwischen Metallen und Nichtmetallen. Bildung eines Salzes ist immer EXOTHERM -> die Gitterenthalpie, die bei der Zusammenlagerung der lonen frei wird, grösster ist als der Energieaufwand zur Bildung von lonen. Salze sind bei Raumtemperatur fest, da aufgrund der nach allen Raumrichtungen wirkende anziehende Kräften. Die unterschiedlichen Gitterenthalpie von verschiedenen Salzen: lonenladung und Abstand der Ladungsschwerpunkte der lonen bestimmen die Grösse der Gitterenthalpie. Verbindungen mit kleinen, hoch geladenen lonen wie z.B. Sauerstoff-Verbindungen haben eine hohe Gitterenthalpie. Sie sind sehr stark exotherm. Je kleiner die lonen sind und je höher ihre Ladung, desto grösser die Gitterenthalpie. Zusammenhang zwischen der Grösse der Gitterenthalpie und Höhe der Schmelztemperatur eines Salzes Die verschiedenen Eigenschaften der Salze, wie z.B. Schmelz- und Siedetemperatur, Löslichkeit usw. lassen sich auf die unterschiedlichen Gitterenthalpien zurückführen. Schmelz- und Siedetemperaturen sinken bei gleicher Kristallstruktur und lonenladung. Sie senken entsprechend nach dem Coulomb - Gesetz mit zunehmendem Abstand der Ladungsschwerpunkte. Umgekehrt steigen Schmelz- und Siedetemperaturen bei gleicher Kristallstruktur. 4. Welche Eigenschaften haben lonenbindungen? Elektrische Leitfähigkeit ● Als Festkörper elektrisch NICHT leitend Als Lösung elektrisch leitfähig ● Die meisten Salze sind bei Raumtemperatur fest. Erhitzt man ein Salz, bis es flüssig wird, entsteht eine Salzschmelze. Die lonen sind dann nicht mehr starr an ihr Gitter gebunden. Sie können sich bewegen. Salzschmelzen können demnach Strom leiten. Stoffe, die den elektrischen Strom durch frei beweglichen lonen leiten, heissen Elektrolyte. Beispiele sind Salzschmelzen etc. Wasserlöslichkeit In wässrigen Salzlösungen sind die lonen vollständig voneinander getrennt und frei beweglich. Alle Salze sind oft nur in sehr geringem Mass wasserlöslich. Alle lonen sind in wässrigen Lösungen hydratisiert. Sprödigkeit Lässt man eine Kraft auf einen Salzkristall wirken, so bricht das Gitter auseinander, da gleichartig geladene lonen übereinander zu liegen kommen. Das Gleichgewicht zwischen anziehenden und abstossenden Kräften wird gestört. Die abstossenden Kräfte überwiegen, das Gitter bricht auseinander. Salze sind aus diesem Grund spröde.