Ionenbindung

Die Ionenbindung führt zur Bildung von Salzen. Das bekannteste Salz ist Natriumchlorid, das für uns lebensnotwendige Kochsalz. Es gibt aber noch viel mehr Salze! Sie werden durch Salzformeln dargestellt, die auf den Bau der Kristallgitter von Salzen verweisen.

Arbeitsmittel

Grundlagen

Bei dieser Bindung geben Metallatome ihre Außenelektronen an Nichtmetallatome ab. Durch die Elektronenabgabe bilden sich Metall-Kationen (positiv geladen). Gibt ein Metall seine Außenelektronen ab, wird die darunter liegende Schale zur vollen Außenschale.
Durch die Elektronenaufnahme der Nichtmetallatome bilden sich Nichtmetall-Anionen (negativ geladen). Durch die Anziehung zwischen den jetzt positiv geladenen Kationen und den negativ geladenen Anionen bilden sich Kristallgitter (Salze). Ein sehr bekanntes Salz ist Natriumchlorid (NaCl), das Kochsalz.

Salze und Salzformen

Durch die Anziehung zwischen Kationen und Anionen entstehen regelmäßige Gitter, die als Kristallgitter, Ionengitter oder Salze bezeichnet werden. Salze werden durch Salzformeln dargestellt, die das Ionenverhältnis im Kristallgitter angeben. Man spricht daher auch von Verhältnisformeln. Salze sind nach außen hin ungeladen, weshalb in einem Kristallgitter immer gleich viele positive wie negative Ladungen vorliegen. Da Natrium-Ionen einfach positiv geladen und Chlorid-Ionen einfach negativ-geladen sind, besteht das Ionengitter von Natriumchlorid (NaCl) aus gleich vielen Kationen wie Anionen. Um die Salzformeln aufstellen zu können, muss man die Ladungen der Ionen kennen.

Zeigt das Kristallgittermodell von Natriumchlorid
Das Kristallgitter von Natriumchlorid

Ladung von Kationen

Metalle geben ihre Außenelektronen ab, um eine volle Außenschale zu erreichen. Die positive Ladung des Ions entspricht der Anzahl der abgegebenen Elektronen: Magnesium aus der zweiten Hauptgruppe hat zwei Außenelektronen und gibt beide ab. Die Protonen im Kern sind in der Überzahl - die Ladung des Ions ist somit 2+ (man schreibt: Mg2+).

Ladung von Anionen

Nichtmetalle nehmen Elektronen auf, um eine volle Außenschale zu erreichen. Die negative Ladung des Ions entspricht der Anzahl der aufgenommenen Elektronen: Sauerstoff aus der 6. Hauptgruppe hat 6 Außenelektronen und nimmt daher noch 2 auf. Die Ladung der Ionen ist daher 2- (O2-). Man kann die Ladung der Anionen (in den meisten Fällen) auch berechnen: Nummer der Hauptgruppe minus 8.

Aufstellen von Salzformeln und Salznamen

  • Das Kation (Metall) wird immer vor dem Anion (Nichtmetall) angeführt: NaCl (Natriumchlorid).
  • Metall-Kationen tragen den Namen des Elements (z. B. Natrium)
  • Kommt nur eine Sorte an Nichtmetallen im Salz vor, so endet der Name des Anions mit „id“: Natriumchlorid.
  • Besteht das Anion aus mehreren Atomsorten (zusammengesetztes Anion), so erhält dieses einen eigenen Namen: CuSO4 (Kupfersulfat)
  • In der Summenformel müssen immer gleich viele positive wie negative Ladungen vorkommen (d. h. Salze sind nach außen hin ungeladen).
  • Es muss das einfachste Ionenverhältnis angegeben werden: MgCl2 (Magnesiumchlorid), nicht: Mg2Cl4

Beachte
Manche Anionen tragen einen Kurznamen, der sich von seiner lateinischen Bezeichnung ableitet (z. B. Oxid-Ion).

AnionLadungBezeichnungBeispiel
F- 1- Fluorid Natriumfluorid (NaF)
Cl- 1- Chlorid Magnesiumchlorid (MgCl2)
Br- 1- Bromid Kaliumbromid (KBr)
I- 1- Iodid Calciumiodid (CaI2)
O- 2- Oxid Lithiumoxid (Li2O)
S- 2- Sulfid Rubidiumsulfid (Rb2S)
N- 3- Nitrid Aluminiumnitrid (AlN)
P- 3- Phosphid Calciumphosphid (Ca3N2)

Zusammengesetzte Anionen

AnionLadungBezeichnungBeispiel
NO3- 1- Nitrat-Ion Kaliumnitrat (KNO3)
NO2- 1- Nitrid-Ion Natriumnitrid (NaNO2)
CO32- 2- Carbonat-Ion Magnesiumcarbonat (MgCO3)
SO42- 2- Sulfat-Ion Calciumsulfat (CaSO4)


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