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2.1: Die Ionenbindung
Atome mit großem Elektronegativitätsunteschied (Nicht- und Metallatome) verbinden sich. Metalle geben Elektronen ab, bilden daher ein positives Ion, welches Kationen genannt. Nichtmetalle nehmen Elektronen auf, bilden also ein negatives Ion, das man Anion nennt.
Beispiel: Natrium und Chlor:
Na: 3 s1
Cl: 3 s2 3px² 3py² 3pz1
Beide Teilchen sind im Besitz eines einfach belegten Orbitals. Natrium gibt ein Elektron an Chlor ab. Jetzt haben beide nur doppelt besetzte Orbitale aufzuweisen und beide haben Edelgaskonfiguration erreicht. (siehe Bild 2)
2.2: Ausbildung eines Ionenkristalls
Die unterschiedlich geladenen Elektronen üben aufeinander elektrostatische Anziehungskräfte aus. Also kommt es zu einer regelmäßigen Anordnung positiver und negativer Ionen. Dies nennt man Ionengitter. Beim Natrium - Chlorkristall entsteht dadurch eine würfelförmige Struktur. In diesem Ionengitter wirken stark anziehende Kräfte zwischen den entgegengesetzt-geladenen Ionen und abstoßende Kräfte zwischen gleich geladenen Ionen. Deshalb ist der Kristall über weite Entfernungen gleich aufgebaut. Wegen dieser Bindungskräfte sind die Bausteine sehr fest aneinander gebunden. Daher haben sie auch einen sehr hohen Schmelzpunkt. Die Summenformel NaCl ist keine Molekül sondern eine Verhältnisformel.
2.3: Die Gitterenergie
Die Anziehungskräfte zwischen Kationen und Anionen eines Gitters sind meist groß. Will man das Gitter zerstören so muß man Energie zum überwinden der Anziehungskräfte hinzufügen. Der gleiche Energiebetrag muß aber auch frei werden wenn sich die Ionen zu einem Gitter zusammenlagern.
Ein chemischer Vorgang läuft nur dann freiwillig wenn nicht Energie gebraucht, sondern Energie frei wird. Die Bildung von Ionen ist aber kein freiwillig ablaufender Vorgang. Die Ausgabe eines Kations erfordert die Ionisierungsenergie. Die Aufnahme eines Elektrons ist bei manchen Atomen energieliefernd und bei manchen energiefordernd. Aber das Erreichen einer Edelgaskonfiguration ist also nicht der entscheidende Faktor bei der Bildung eines Ionengitters. Die entscheidende Ursache ist also die Bildung eines Ionengitters, da bei diesem Vorgang Gitterenergie frei wird. (siehe Bild 3)
Ionenkristalle sind spröde. Sie können unter dem Schlag eines Hammers zerspringen. So kommt es zu einer Verschiebung der Gitterebenen. Die jeweils gleichnamigen Ionen stoßen sich ab, und so kann es zum Zerbrechen des Kristalls führen. Die Form der Bruchstücke ist durch die Raumstruktur des Gitters bestimmt. Die Bruchflächen selbst sind eben.
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