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Chemie: 8. Klasse | Salze

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Salze – Ionenverbindungen

Salze sind Ionenverbindungen zwischen Kationen und Anionen.

Bildung eines Salzes

Erhitzt man Natrium in einer Chloratmosphäre, so reagieren sie unter heller Farberscheinung und ein farbloser (weißer), kristalliner Stoff bildet sich. In dieser exothermen Reaktion entsteht ein Salz:

Wortformel der Bildung von Natriumchlorid
Abb. 18: Wortformel der Bildung von Natriumchlorid

Wie bereits bekannt ist, bedarf es zur Bildung von Ionen (mindestens) einen Elektronendonator und einen -akzeptor. Die Elektronenabgabe erfolgt hier durch das Natrium:

Elektronenabgabe des Natriums
Abb. 19: Elektronenabgabe des Natriums

Das Chloratom nimmt das Elektron auf und ist daher der Elektronenakzeptor.

Elektronenaufnahme des Chlors
Abb. 20: Elektronenaufnahme des Chlors

Mithilfe beider Reaktionen ergibt sich die komplette Reaktionsgleichung. Die Elektronen, die auf beiden Seiten vorliegen, können (und sollten) gekürzt werden.

Bildung von Natriumchlorid (in Ionenform)
Abb. 21: Bildung von Natriumchlorid (in Ionenform)

Allgemein: Metalle reagieren mit Nichtmetallen unter Elektronenübergängen zu Kationen und Anionen: diese verbinden sich zu Salzen (Ionenverbindungen).

Beispiel: Reaktion von Aluminium und Sauerstoff

Reagiert Aluminium mit Sauerstoff, bildet sich Aluminiumoxid. Im folgenden wird nochmals Schritt für Schritt erklärt, wie man auf die Reaktionsgleichung kommt.

Zunächst ermittelt man, wie die Elektronenabgabe abläuft. Ist ein Metall vorhanden, fungiert es als Elektronendonator fungieren. Das Aluminium wird – da es die Wertigkeit III besitzt – drei Elektronen abgeben:

Elektronenabgabe von Aluminium
Abb. 22: Elektronenabgabe von Aluminium (Schritt 1)

Danach ist die Elektronenaufnahme zu behandeln. Ein Nichtmetall nimmt (meist) die Elektronen auf (Elektronenakzeptor). Da der Sauerstoff ein Nichtmetall ist, ergibt sich folgende Teilgleichung:

Elektronenaufnahme von Sauerstoff
Abb. 23: Elektronenaufnahme von Sauerstoff (Schritt 2)

Da die Anzahl der Elektronen bei der Elektronenabgabe und -aufnahme nicht übereinstimmt, müssen die beiden Gleichungen auf den kleinsten gemeinsamen Vielfachen (hier: 12) multipliziert werden. Damit ergibt sich folgende Ionengleichung:

Ionengleichung der Reaktion von Aluminium und Sauerstoff
Abb. 24: Ionengleichung der Reaktion von Aluminium und Sauerstoff (Schritt 3)

Da sich jedoch nicht nur die Ionen bilden, sondern auch ein Salz, das als Feststoff vorliegen kann, wird die Ionengleichung in die Reaktionsgleichung umgeformt. Dafür muss man auf die Wertigkeiten der Ionen und damit auf die Indices achten. Das Produkt aus Koeffizient und Index muss die Gesamtzahl der Ionengleichung ergeben:

Reaktionsgleichung der Reaktion von Aluminium und Sauerstoff
Abb. 25: Reaktionsgleichung der Reaktion von Aluminium und Sauerstoff (Schritt 4)
Ionengitter von Natriumchlorid
Abb. 26: Ionengitter von Natriumchlorid (violett: Natriumionen, grün: Chloridionen)[3]

Ionenverbindung und Ionengitter am Beispiel von Natriumchlorid

Durch die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen Kationen und Anionen wird jedes Natriumion von sechs Chloridionen oktaedrisch umgeben (und umgekehrt). Die Anzahl gleichartiger Teilchen, die ein anderes Teilchen umgeben, nennt man Koordinationszahl KZ. Bei Natriumchlorid ist dies also KZ(NaCl) = 6.

Das Verhältnis beider Konzentrationszahlen beträgt 6:6 bzw. (gekürzt) 1:1. Da hier keine unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen, kann man die Verhältnisformel bei Natriumchlorid mit NaCl angeben.

Eigenschaften von Salzen

Salze haben folgende Eigenschaften gemeinsam:

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