Bildung von Salzen

1. Einleitung

In diesem Beitrag erfahrt ihr etwas über Salze.

1.1. Was ist ein Salz?

Wenn man das Wort Salz hört ist eigentlich jedem sofort klar, was damit gemeint ist.
Salz, natürlich, das hat doch jeder in der Küche!
Das Kochsalz ist von allen Salzen das, welches im Alltag am häufigsten benutzt wird.
Nun gibt es aber noch andere Salze:

1.2. Definition

Ein Salz ist eine Verbindung aus einem Metall und einem Nichtmetall!

Salze bestehen aus Ionen,

!!! NICHT aus Molekülen !!!

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2. Metall - Nichtmetall

Im Periondensytem der Elemente (tabellarische Aufzählung aller vorkommenden Elemente)
gibt es die Unterteilung in Metall und Nichtmetalle.

Metalle sind z.B. Eisen, Kupfer, Gold, Natrium...

Nichtmetalle sind alle Elemente, die keine Metalle sind (daher der Name).

z.B. Sauerstoff, Chlor. die Edelgase, Schwefel...

Aber wo verläuft genau die Grenze?

Das ist eigentlich gar nicht so schwer:

Zeichnet man sich eine Diagonale ins Periondensytem ein, die genau durch Bor (B); Silicium (Si); Arsen (As); Tellur (Te) und Astat (At) verläuft, so hat man grob gesagt auf der rechten Seite die Nichtmetalle und links die Metalle.

Die Metalle sind alle fest (außer Quecksilber = flüssig), die Nichtmetalle überwiegend gasförmig.

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3. Kochsalz

Wir wissen nun, dass ein Salz aus einem Metall und einem Nichtmetall besteht.

Das normale Kochsalz besteht aus Natrium (Na) und Chlor (Cl). Man nennt es deswegen auch Natriumchlorid.

Natrium ist hier das Metall und Chlor das Nichtmetall.

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3.1. Natrium als Atom

Das Natriumatom ist folgendermaßen aufgebaut:

Atomkern:

11 Protonen (positiv geladen)

12 Neutronen (elektrisch neutral)
(Diese sind hier aber unwichtig)


Atomhülle

Insgesamt 11 Elektronen:

1. K-Schale: 2 Elektronen

2. L-Schale: 8 Elektronen

3. M-Schale: 1 Elektron (Valenzschale)



Natrium hat in der Hülle gleich viele Elektronen (-), wie Protonen (+) im Kern.

Dadurch wirkt das gesamte Atom nach außen hin elektrisch neutral.

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3.2. Chlor als Atom

Das Chloratom ist folgendermaßen aufgebaut:

Atomkern:

17 Protonen (positiv geladen)

19 Neutronen (elektrisch neutral)
(Diese sind hier aber unwichtig)


Atomhülle:

Insgesamt 17 Elektronen:

1. K-Schale: 2 Elektronen

2. L-Schale: 8 Elektronen

3. M-Schale: 7 Elektronen (Valenzschale)



Chlor hat in der Hülle gleich viele Elektronen (-), wie Protonen (+) im Kern.

Dadurch wirkt das gesamte Atom nach außen hin elektrisch neutral.

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4. Edelgaskonfiguration

Alle Atome, aller Elemente (außer den Edelgasen)
haben das Bestreben, ihre äußerste Schale (Valenzschale) mit 8 Elektronen gefüllt zu haben.

(Wasserstoff, Helium, Lithium und Beryllium sind Ausnahmen)

Man sagt ein Atom will die Edelgaskonfiguration erhalten (also 8 Elektronen auf der äußersten Schale).

Atome erreichen die Edelgaskofiguration, indem sie mit anderen Elementen reagieren.
D.h. Sie tausche Elektronen aus um auf die Edelgaskonfiguration zu kommen.

Wenn sich die Elektronenanzahl in einem Atom verändert, verändert sich nicht das Element.
Denn das Element wird von der Anzahl der Protonen bestimmt, und die kann, jedenfalls chemisch nicht, verändert werden


Vorsicht: Edelgase reagieren NICHT, denn sie
haben die Edelgaskonfiguration schon
von vornherrein.

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4.1. Edelgaskonfiguration von Natrium

Betrachten wir nun erstmal nur die äußerte Schale von einem Natriumatom:

1 Elektron!

"Oh nein, denkt sich das Natriumatom, ich brauche noch sieben Eletronen mehr um die Edelgaskonfiguration zu erhalten"

Doch halt, Natrium hat auf der äußersten Schale nur ein Elektron;
viel, viel Energie müsste man aufwenden um 7 zusätliche zu erhalten...

Aber wie sieht's denn mit der 2. Schale aus, also der "Fast-äußersten-Schale" ?
Natrium hat auf der 2. Schale 8 Elektronen! (s.o.)

Das wäre doch die perfekte Edelgaskonfiguration!
Nur leider ist die 2. Schale bei Natrium nicht die äußerste!
Aber was wäre, wenn das Natriumatom jetzt plötzlich sein eines Elektron auf der äußersten Schale über Bord werfen würde??

Dann wäre die 3. und ehemalige äußerste Schale nicht mehr besetzt!
Und damit wäre dann die 2. Schale die Valenzschale!
Und Natrium hätte Edelgaskonfiguration erreicht!

Fazit: Natrium gibt ein Elektron ab um Edelgaskonfiguration zu erlangen.

Doch gleichzeitig passiert noch etwas anderes!

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4.2. Edelgaskonfiguration von Chlor

Betrachten wir nun erstmal nur die äußerte Schale von einem Chloratom:

7 Elektronen!

Dem Chloratom fehlt nur ein Elektron zur Edelgaskonfiguration.

Dem Chloratom fällt es viel leichter irgenwo noch ein 8. Elektron aufzutreiben, als ganze 7 Elektronen rauszuschmeissen.

Das Chloratom ist also ständig auf der Suche nach einem 8. Elektron, um Edelgaskonfiguration zu erlangen.

Nun wachsen solche Elektronen aber nicht einfach auf den Bäumen...

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5. Natrium reagiert mit Chlor

Natrium will ein Elektron loswerden, Chlor braucht umbedingt eines.

Da bietet es sich doch an, dass Natrium sein nicht gewolltes Elektron an Chlor überträgt, wo dieses dankend angenommen wird.

Dann haben beide Edelgaskonfiguration.

Beide sind zufrieden.

Also:

Na + Cl ----> NaCl
(s) (g) (s)

Natrium + Chlor ----> Natriumchlorid
(Metall) (Nichtmetall) (Ionenverbindung)

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6. Ionen

Definition:

Ionen sind geladene Teilchen.
Also Atome, die nach außen hin nicht elektrisch neutral sind.


Atom:

Sind in der Hülle gleich viele Elektronen, wie Protonen im Kern, so gleichen sich positive und negative Ladungen aus und es liegt ein normales, nach außen hin elektrisch neutrales Atom vor.

Anion:

Sind in der Hülle mehr Elektronen als Protonen im Kern (es müssen also Elektronen dazugekommen sein), so überwiegt die negative Ladung.
Es handelt sich hierbei um ein negativ geladenes Ion.

Gibt es ein Elektron mehr als Protonen so ist das Ion einfach negativ geladen.

(-)

Gibt es zwei Elektronen mehr als Protonen so ist das Ion zweifach negativ geladen.

(2-)

Gibt es drei Elektronen mehr als Protonen so ist das Ion dreifach negativ geladen.

(3-)

usw.


Kation:

Sind in der Hülle weniger Elektronen als Protonen im Kern (es müssen also Elektronen das Atom verlassen haben), so überwiegt die positive Ladung.
Es handelt sich hierbei um ein positiv geladenes Ion.

Gibt es ein Elektron weniger als Protonen so ist das Ion einfach positiv geladen.

(+)

Gibt es zwei Elektronen weniger als Protonen so ist das Ion zweifach positiv geladen.

(2+)

Gibt es drei Elektronen weniger als Protonen so ist das Ion dreifach positiv geladen.

(3+)

usw.

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6.1. Natrium-Ionen

Natrium hat bei der Reaktion mit Chlor ein Elektron abgegeben.

Die Protonenzahl hat sich dabei jedoch nicht verändert!

D.h. Natrium hat nach wie vor 11 Protonen im Kern.

In der Hülle hat Natrium jetzt aber nur noch 10 Elektronen!

D.h. Die Anzahl der Protonen, also der positiven Ladungen überwiegt!

Das Natriumatom ist zu einem Natrium-Ion geworden.

Dieses ist einfach positiv geladen!

Na+

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6.2. Chlorid-Ionen

Chlor hat mit der Reaktion mit Natrium ein Elektron aufgenommen.

Die Protonenzahl hat sich dabei jedoch nicht verändert!

D.h. Chlor hat nach wie vor 17 Protonen im Kern.

In der Hülle aber hat Chlor jetzt sogar 18 Elektronen!

D.h. Die Anzahl der Elektronen, also der negativen Ladungen überwiegt!

Das Chloratom ist zu einem Chlorid-Ion geworden.

Dieses ist einfach negativ geladen.

Cl-

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6.3. Ionenverbindung

Das Chlorid-Ion ist also negativ geladen, das Natrium-Ion positiv.
Negativ und positiv ziehen sich an (das kennt man schon vom Magneten).

D.h. Das Natrium- und das Chloridion zeihen sich an.

Sie bilden ein dreidimensionales, würfelförmiges Netz.
Ein Kristall ist entstanden.

Unser Kochsalz besteht auch aus mikroskopisch kleinen NaCl-Kristallen.

Man spricht von einer Ionenverbindung.

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7. Fazit

Ein Metall und ein Nichtmetall bilden in einer chemichen Reaktion ein Salz.

Natrium und Chlor haben durch Elektronenaustausch einen Salzkristall gebildet.

Diese Ionenverbindung kann sich in Wasser auflösen.

D.h. Na+ und Cl- kommen nur noch als einzelne Ionen vor, deshab kann man Salz in Wasser gelöst auch nicht sehen!

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8. Ausblick

Bei einer chemischen Reaktion mit einem Metall und einem Nichtmetall entsteht IMMER ein Salz.

Das Metall gibt immer Elektronen ab um auf die Edelgaskofiguration zu kommen, das Nichtmetall nimmt immer Elektronen auf.

Metalle bilden also allgemein positiv geladene Ionen, Nichtmetalle negativ geladene.

Mit etwas Übung und einem Periodensystem, lässt sich so jedes x-beliebige Salz "konstruieren".

Wie man so etwas in der Praxis macht erkläre ich in einem noch folgenden Video.

Momentan kann ich nur leider keine hochladen, da der Server irgendwelche Probleme hat...

Falls noch Fragen offen sind, einfach ins Kommentarfeld, ich beantworte sie gerne!

Tschüss und bis zu nächsten mal!
(vllt mach ich den Beitrag dann ein bisschen kürzer^^)