Ionen und Salze: Übungen AFB III – Chemie Klasse 9

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Aufgabenblock — AFB III

Erklären, beurteilen, Versuche planen: Formuliere deine Antwort zuerst selbst in ganzen Sätzen und mit Fachbegriffen, bevor du die Musterlösung aufklappst.

Warum Natrium ein Kation bildet

AFB III

Erkläre, warum ein Natriumatom bei Reaktionen zum Na⁺-Ion wird und nicht sieben Elektronen zum Na⁷⁻-Ion aufnimmt.

Hinweis: Denke an die Elektronenhülle und an die Ionisierungsenergien aus Kapitel 2.

Strategie: Vergleiche, wie viele Elektronen für die Edelgaskonfiguration abgegeben bzw. aufgenommen werden müssten.Warum so? Die Edelgasregel sagt nur, welches Ziel erreicht wird — der Energieaufwand entscheidet, auf welchem Weg.

Lösungsskizze: 1 Valenzelektron, schwach gebunden (kleine 1. Ionisierungsenergie) → Abgabe leicht; 7 Elektronen aufnehmen gegen wachsende Abstoßung → praktisch unmöglich.

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Musterlösung: Natrium hat nur ein Valenzelektron auf der äußersten Schale. Es ist weit vom Kern entfernt und wird nur schwach gehalten, deshalb ist die erste Ionisierungsenergie klein. Gibt Natrium dieses Elektron ab, erreicht es die Elektronenkonfiguration von Neon. Um die Argon-Konfiguration zu erreichen, müsste es dagegen sieben Elektronen aufnehmen; jedes weitere Elektron würde von der wachsenden negativen Ladung stärker abgestoßen. Deshalb bilden Metalle Kationen und keine Anionen.

Gibt es NaCl-Moleküle?

AFB III

Ein Mitschüler schreibt: „Kochsalz besteht aus NaCl-Molekülen, in denen je ein Natrium- und ein Chloratom verbunden sind.“ Widerlege diese Aussage.

Hinweis: Überlege, wie viele Nachbarn ein Ion im Gitter hat.

Strategie: Beschreibe den Aufbau des Kristalls aus Ionen und prüfe, ob sich ein einzelnes Paar abgrenzen lässt.Warum so? Ein Gegenargument aus dem Modell genügt, um die Aussage zu widerlegen.

Lösungsskizze: Ionen statt Atome; jedes Na⁺ hat 6 Cl⁻ als nächste Nachbarn (und umgekehrt) → kein abgegrenztes Paar; NaCl = Verhältnisformel.

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Musterlösung: Im Kochsalz liegen keine Atome, sondern Na⁺- und Cl⁻-Ionen vor. Sie bilden ein Ionengitter, in dem jedes Na⁺-Ion von sechs Cl⁻-Ionen umgeben ist und jedes Cl⁻-Ion von sechs Na⁺-Ionen. Die elektrostatische Anziehung wirkt in alle Richtungen gleich; kein Cl⁻ gehört zu einem bestimmten Na⁺. Es gibt also keine abgeschlossenen NaCl-Einheiten. „NaCl“ ist eine Verhältnisformel: Sie gibt nur an, dass Natrium- und Chlorid-Ionen im Verhältnis 1 : 1 vorliegen.

Kochsalz und Magnesiumoxid

AFB III

Natriumchlorid schmilzt bei 801 °C, Magnesiumoxid erst bei etwa 2800 °C. Beide bilden das gleiche Gittermuster. Vergleiche die beiden Salze und erkläre den Unterschied.

Hinweis: Die Ionenladungen stehen im PSE; die Ionen im Magnesiumoxid sind außerdem kleiner.

Strategie: Vergleiche Ladungen und Abstände der Ionen — beides bestimmt die Anziehung.Warum so? Die Schmelztemperatur zeigt, wie stark die Ionen im Gitter zusammengehalten werden.

Lösungsskizze: NaCl: Na⁺/Cl⁻ (Ladungen 1). MgO: Mg²⁺/O²⁻ (Ladungen 2), kleinere Ionen → viel stärkere Anziehung → mehr Energie zum Aufbrechen des Gitters.

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Musterlösung: Gemeinsam ist beiden: Sie sind Salze mit Ionengitter und Koordinationszahl 6. Unterschied: In NaCl tragen die Ionen einfache Ladungen (Na⁺, Cl⁻), in MgO doppelte (Mg²⁺, O²⁻). Außerdem sind Mg²⁺ und O²⁻ kleiner, sodass die Ionen näher beieinander liegen. Doppelte Ladungen und kleinerer Abstand führen zu einer deutlich stärkeren elektrostatischen Anziehung. Um das Gitter beim Schmelzen aufzulockern, ist deshalb viel mehr Energie nötig — MgO schmilzt erst bei etwa 2800 °C und wird als feuerfestes Material genutzt.