Ionenbindung und Ionengitter
Entgegengesetzt geladene Ionen ziehen sich an. Im Salzkristall sind sie in einem regelmäßigen Gitter angeordnet.
Das lernst du heute
- Ich erkläre die Ionenbindung.
- Ich beschreibe den Aufbau eines Ionengitters.
- Ich leite die Verhältnisformel eines Salzes aus den Ladungen her.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Wie ein Salz entsteht: Natrium und Chlor
Positive und negative Ionen ziehen sich an. Diese Anziehung heißt Ionenbindung. Im Salzkristall sind sehr viele Ionen regelmäßig angeordnet. Das nennt man ein Ionengitter. Im Natriumchlorid ist jedes Na⁺ von sechs Cl⁻ umgeben. Jedes Cl⁻ ist von sechs Na⁺ umgeben. So wechseln sich Kationen und Anionen in alle Richtungen ab. Die Anziehung wirkt in alle Richtungen. Deshalb gibt es im Salzkristall keine einzelnen Moleküle. Die Formel NaCl nennt nur das Verhältnis der Ionen: auf ein Na⁺ kommt ein Cl⁻. Man nennt sie Verhältnisformel. Das Verhältnis ergibt sich aus den Ladungen: Ein Kristall ist insgesamt neutral. Magnesium-Ionen Mg²⁺ haben 2 positive Ladungen, Chlorid-Ionen Cl⁻ nur eine negative. Auf ein Mg²⁺ kommen also 2 Cl⁻. Die Formel lautet MgCl₂. Salzkristalle sind spröde: Verschiebt man Schichten des Gitters gegeneinander, stehen gleich geladene Ionen nebeneinander und stoßen sich ab. Der Kristall bricht.
| Kation | Anion | Verhältnis | Formel |
|---|---|---|---|
| Na⁺ | Cl⁻ | 1 : 1 | NaCl |
| Mg²⁺ | Cl⁻ | 1 : 2 | MgCl₂ |
| Ca²⁺ | O²⁻ | 1 : 1 | CaO |
| Na⁺ | O²⁻ | 2 : 1 | Na₂O |
| Al³⁺ | O²⁻ | 2 : 3 | Al₂O₃ |
Die Formel von Calciumchlorid
- Calcium bildet Ca²⁺, Chlor bildet Cl⁻.
- Eine positive Ladung von 2+ braucht zwei Cl⁻ mit je 1−.
- Verhältnis Ca²⁺ : Cl⁻ = 1 : 2.
- Formel: CaCl₂. Ladungsprobe: 2+ und 2 · 1− gleichen sich aus.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Plus und Minus ziehen sich an.
Viele Ionen bilden ein Gitter.
Die Formel zeigt das Verhältnis.
Ein Beispiel
Ein Schachbrett aus Plus- und Minus-Feldern: Auf jedes Plus-Feld grenzen Minus-Felder. So sind die Ionen im Salz angeordnet.
Schritt für Schritt
Wir leiten die Formel von Aluminiumoxid her
- Aluminium bildet Al³⁺, Sauerstoff bildet O²⁻.
- Das kleinste gemeinsame Vielfache von 3 und 2 ist 6.
- 6 : 3 = 2 Al³⁺ und 6 : 2 = 3 O²⁻.
- Formel: Al₂O₃.
Mit einem Bild erklärt
| Ion | Ladung | Zahl im Kristall |
|---|---|---|
| Al³⁺ | 3+ | 2 |
| O²⁻ | 2− | 3 |
| Summe | 2 · 3 − 3 · 2 = 0 |
Zur Grundlage zurück
- Wie ein Salz entsteht: Natrium und Chlor – Du kennst Kationen und Anionen.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Wie viele Chlorid-Ionen Cl⁻ kommen auf ein Mg²⁺ im Magnesiumchlorid?
Zeig mir den ersten Schritt
Mg²⁺ hat die Ladung 2+. Wie viele Cl⁻ gleichen das aus?
Lösung ansehen
Lösung: 2
2 · (1−) gleicht 2+ aus.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele Natrium-Ionen Na⁺ kommen auf ein O²⁻ im Natriumoxid?
Zeig mir den ersten Schritt
O²⁻ hat 2 negative Ladungen.
Lösung ansehen
Lösung: 2
2 · (1+) gleicht 2− aus.
Tipp: Die Ladungen müssen sich ausgleichen. Suche das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) der beiden Ladungszahlen.
Merksatz: Ionenbindung: Anziehung zwischen Kationen und Anionen. Ionengitter: regelmäßige Anordnung. Verhältnisformel: Verhältnis der Ionen, bei dem sich die Ladungen ausgleichen.
Typischer Fehler: Viele denken, NaCl sei ein Molekül aus einem Na- und einem Cl-Atom. Im Kristall gibt es nur das Gitter aus sehr vielen Ionen.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: CaO
Frage 2 Wie viele Cl⁻ umgeben im Natriumchlorid-Gitter ein Na⁺ unmittelbar?
Zeig mir den ersten Schritt
Im NaCl-Gitter wechseln sich die Ionen in alle Richtungen ab.
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Lösung: 6
Jedes Ion hat sechs Nachbarn der anderen Sorte.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Beim Verschieben stoßen sich gleich geladene Ionen ab.
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Lösung: Al₂O₃
Geschafft
Ionen ziehen sich an und bilden ein Gitter. Die Formel gibt das Verhältnis der Ionen an.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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