Ionenbindung

Ulla Lehmann

Natrium ist ein Alkalimetall. Es gehört zur ersten Gruppe im Periodensystem der Elemente und ist sehr reaktionsfreudig.

Natrium wird unter Petroleum aufbewahrt, um einen Kontakt mit Sauerstoff zu vermeiden.

Elektronenanordnung des Natriums

L

Natrium hat in der

K Schale 2 Elektronen,

L Schale 8 Elektronen

und 1 Elektron in der äußeren M Schale.

M

K

Chlor ist ein Halogen. Es gehört zur siebten Gruppe im Periodensystem der Elemente und ist ebenfalls sehr reaktionsfreudig.

Chlor hat in der K Schale 2 Elektronen, L Schale 8 Elektronen und 7 Elektronen in der äußeren M Schale.

Elektronenanordnung des Chlor

KL

M

Dem Chlor fehlt also ein Elektron, um eine volle Außenschale zu haben.

Natrium und Chlor reagieren sehr heftig miteinander.

Dabei entsteht Natriumchlorid, Kochsalz.

Ionenbindung beim Natriumchlorid

Natrium Chlor

Das Natrium gibt sein äußeres Elektron an das Chlor ab.

Ionenbindung beim Natriumchlorid

Die äußere Schale des Natrium ist nun leer und entfällt.

Natriumion Chlorion

Ionenbindung beim Natriumchlorid

Dabei entstehen ein positives Natriumion, und ein negativ geladenes

Clorion, dessen äußere Schale voll ist.

+ -

Ionenbindung beim Natriumchlorid

Positive Natriumionen und negative Chlorionen ziehen sich an und bilden Natriumchloridionen.

+ -

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- +

-+

Modell des Natriumchloridkristalls

Chlorion

Natriumion

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++ -

Modell des Natriumchloridkristalls

Chlorion

Natriumion

Die negativen Chlorionen sind größer als die positiven Natriumionen, da diesen die äußere Schale fehlt.

Aufgrund der entgegengesetzten Ladungen ziehen sie sich an.

-

+

Modell des Natriumchloridkristalls

Chlorion

Natriumion

Die negativen Chlorionen sind größer als die positiven Natriumionen, da diesen die äußere Schale fehlt..

Aufgrund der entgegengesetzten Ladungen ziehen sie sich an.

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++ -

Natriumatom

Chloratom

Natriumion

Chlorion

Natriumchlorid

Atome werden zu Ionen, die sich im Kristallgitter ordnen.

-

+

Natriumchlorid

NaClNatrium und Chlor haben im Verhältnis

1:1 zu Kochsalz reagiert. Die Natriumionen sind einfach positiv und die

Chlorionen einfach negativ.

Edelgase haben immer eine gefüllte Außenschale und eine besonders hohe Ionisierungsenergie, das heißt man benötigt besonders viel Energie, um ein Elektron aus der äußeren Schale zu entfernen. Diese Energie kann unter normalen Bedingungen von anderen Atomen nicht aufgebracht werden.

Eine gefüllte Außenschale mit 8 Außenelektronen (Ausnahme Helium mit 2 Außenelektronen) nennt man Edelgaskonfiguration (edelgasähnlicher Aufbau).

Andere Atome streben diesen für sie energiemäßig günstigen Aufbau, nämlich die Edelgaskonfiguration, durch Abgabe (Elemente der 1., 2. und 3. Gruppen) oder Aufnahme von Elektronen (Elemente der 6. und 7. Gruppen) an. Dabei folgen sie der Oktettregel, 8 Außenelektronen anzustreben. Sie werden dadurch zu Ionen.

Edelgase reagieren praktisch nicht. Ihr atomarer Aufbau ist sehr stabil.

Na F

Ionenbindungsmodell von Natrium und Fluor

Veröffentlicht bei: www.stv.hfk.vgs.no/STV_OLV/3003a1.htm

Das Schalenmodell ist nur ein sehr einfaches Modell der Elektronenverteilung. Es gibt nur ganz ungenau die

Elektronenverteilung an.

Ein differenzierteres Modell ist das Elektronenpaarabstoßung-Modell mit seinen Räumen größter

Aufenthaltswahrscheinlichkeit für Elektronen. Es eignet sich aber nicht so gut zur Darstellung der Ionenbindung.

Modelle

Das chemische Verhalten der Elemente wird durch die Außenelektronen bestimmt. Daher reduziert man die Atome auf den Atomrumpf mit den gefüllten inneren Schalen und gibt nur noch die Außenelektronen mit je einem Punkt an.

Magnesium und Sauerstoff reagieren sehr heftig

miteinander.

Dabei entsteht Magnesiumoxid.

Magnesium + Sauerstoff

?Mg O

Das Magnesiumatom gibt 2 Elektronen an das Sauerstoffatom ab , verliert dabei seine äußere Schale und wird zu einem zweifach positiven Magnesiumion.

2+ 2-

Magnesiumoxid

MgOMagnesium und Sauerstoff reagieren auch im Verhältnis 1:1.

Dabei hat Sauerstoff 2 Elektronen vom Magnesium aufgenommen. Magnesium bildet nun zweifach positive und

Sauerstoff zweifach negative Ionen.

Magnesium + Chlor

Cl

Cl

Mg ?Das Magnesiumatom gibt seine beiden äußeren Elektronen an zwei Chloratome ab.

2+

-

-

Magnesiumchlorid

MgCl2

Zwei Chloratome werden benötigt, um die beiden Außenelektronen des Magnesiums aufzunehmen,

Reaktionsverhältnis 1:2. Magnesium wird dabei zweifach positiv und jedes Chlorion einfach negativ.

Aluminium + Sauerstoff

Al

Al

O

O

O3+

3+

2-

2-

2-

Aluminiumoxid

Al2O3

Aluminium und Sauerstoff reagieren im Verhältnis 2:3. Dabei wechseln 6 Elektronen den Besitzer. Aluminium wird dreifach positiv und Sauerstoff zweifach negativ.

Salze - Ionenverbindungen

Metalle reagieren mit Nichtmetallen zu Ionenverbindungen. Solche Verbindungen werden allgemein als Salze bezeichnet. Die Metalle geben dabei die Elektronen ihrer äußeren Schale ab und werden zu positiven Ionen. Die Nichtmetalle nehmen die Elektronen auf und werden zu negativen Ionen. Die entgegengesetzt geladenen Ionen ordnen sich entsprechend dem Reaktionssymbol und ihrer Größe zu einem Ionengitter, einem Salzkristall. Die dabei wirkenden gegenseitigen Anziehungskräfte sind sehr groß. Folglich sind Salze harte Feststoffe mit hohen Schmelztemperaturen.

Ende