Übungen zum Grundwissen

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Salze

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Einleitung

Salze entstehen unter anderem durch die Reaktion von Metallen und Nichtmetallen, daher benötigen wir zunächst die Einteilung in Metalle und Nichtmetalle im PSE.

Einteilung der Stoffe im PSE

 

 

Hauptgruppe

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Periode

1

H

 

 

 

 

 

 

He

2

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

3

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

4

K

Ca

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

5

Rb

Sr

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

6

Cs

Ba

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

7

Fr

 

 

 

 

 

 

 

 

Metalle

Geben Elektronen ab, um die Edelgaskonfiguration zu erhalten

Halbmetalle

Reaktionsverhalten abhängig vom Reaktionspartner, werden in der Schulchemie selten gebraucht

Nichtmetalle

Nehmen Elektronen auf, um die Edelgaskonfiguration zu erhalten

Erreichen der Edelgaskonfiguration durch Elektronenabgabe bzw. Elektronenaufnahme

Metalle geben Elektronen ab

Wir erinnern uns, dass jedes Metall in der ersten Hauptgruppe nur ein Valenzelektron besitzt, um eine Edelgaskonfiguration zu erreichen ist es am sinnvollsten dieses eine Valenzelektron abzugeben

salzbildung1 pfeil salzbildung2
Natrium mit einem Valenzelektron

 

Natriumkation nach Abgabe des Valenzelektrons, die zuvor besetzte Schale ist jetzt unbesetzt und wird daher nicht mehr beachtet. Durch ein fehlendes Elektron bleibt eine positive Ladung zurück.

Na

pfeil

Na+ +      e-

Die Reaktionsgleichung für die Elektronenabgabe sieht also so aus:

Na pfeil Na+ +

e-

Natürlich müssen dann Metalle mit zwei Valenzelektronen zwei Elektronen abgeben und Metalle mit drei Valenzelektronen drei Valenzelektronen abgeben:

Mg pfeil Mg2+ +

2 e-

Al pfeil Al3+ +

3 e-

Mini-Übungen: Markiere den Text hinter der Aufgabenstellung, um die Lösung zu sehen.

1. Formuliere die Reaktionsgleichung für die Elektronenabgabe eines Kaliumatoms, so dass dieses die Edelgaskonfiguration erhält. Lösung (markieren!):     K   ->   K+ +   e-
2. Formuliere die Reaktionsgleichung für die Elektronenabgabe eines Calciumatoms, so dass dieses die Edelgaskonfiguration erhält. Lösung (markieren!):  Ca  ->   Ca2+ +  2e-

Nichtmetalle nehmen Elektronen auf

Nichtmetalle stehen weiter rechts im PSE, sie erreichen die Edelgaskonfiguration am leichtesten durch Aufnahme von Elektronen.

salzbildung4 pfeil salzbildung5
Schwefel mit sechs Valenzelektronen Schwefelanion nach der Aufnahme von zwei weiteren Valenzelektronen, die Valenzschale ist jetzt mit acht Elektronen besetzt, hat also die Edelgaskonfiguration erreicht.
S + 2 e- pfeil S2-

 

Die Aufnahme von Elektronen bei den molekular vorkommenden Nichtmetallen


Wie du bereits in den vorherigen Abschnitten kennengelernt hast kommen die Elemente Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Chlor, Brom, Iod und Fluor nicht als einzelne Atome vor, sondern stets als Molekül, d.h. jedes Mal sind zwei gleiche Atome miteinander verbunden. Das heißt auch, dass jedes der beiden Atome durch Elektronenaufnahme die Edelgaskonfiguration erreichen muss, dabei spaltet sich das Molekül in zwei Anionen auf.

salzbildung8 pfeil salzbildung9
Cl2 +     2 e- pfeil 2 Cl-
Ein Chlormolekül, jedes Chloratom benötigt ein Elektron, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen, also müssen insgesamt zwei Elektron aufgenommen werden Durch die Aufnahme der Elektronen spaltet sich das Molekül auf und es entstehen zwei Anionen.

Ganz genauso verfährt man mit den anderen molekularen Nichtmetallen. Hier am Beispiel O2, allerdings benötigt hier jedes Sauerstoffatom im Molekül je 2 Elektronen, also insgesamt 4 Elektronen

O2 + 4 e- pfeil 2 O2-

Mini-Übungen: Markiere den Text hinter der Aufgabenstellung, um die Lösung zu sehen.

1. Formuliere die Reaktionsgleichung für die Elektronenabgabe eines Phosphoratoms, so dass dieses die Edelgaskonfiguration erhält. Lösung (markieren!): P + 3 e- ->  P3-
2. Formuliere die Reaktionsgleichung für die Elektronenaufnahme eines Stickstoffmoleküls, so dass beide Atome die Edelgaskonfiguration erhalten. Lösung (markieren!): N2 + 6 e- ->    2  N3-

 

Salzbildung durch die Reaktion von Metallen und Nichtmetallen

Metalle können durch Elektronenabgabe die Edelgaskonfiguration erreichen, Nichtmetalle durch Elektronenaufnahme. Die Kopplung der beiden Reaktionen führt zu einem Salz.

Metall + Nichtmetall pfeil Salz

Wichtig ist dabei, dass das Metall genau so viele Elektronen abgeben muss, wie das Nichtmetall aufnimmt.

Nachfolgend ist der Ablauf erklärt, wie man die Bildung von Salzen aus einem Nichtmetall und einem Metall Schritt für Schritt am Beispiel von zwei Synthesen erklärt.

1. Die Natriumsulfidsynthese:

salzbildung10

2. Die Aluminiumsulfidsynthese

salzbildung11

Mini-Übungen: Markiere den Text unter der Aufgabenstellung, um die Lösung zu sehen.

1. Formuliere die Ionenteilgleichungen, die Ionengesamtgleichung und die Reaktionsgleichung für die Bildung von Calciumoxid.

I. Ca --> Ca2+ + 2e- |*2
II. O2 + 4 e- --> 2 O2- |*1
III. 2 Ca + O2 --> 2 Ca2+ + 2 O2-
IV. 2 Ca + O2 --> 2 CaO

2. Formuliere die Ionenteilgleichungen, die Ionengesamtgleichung und die Reaktionsgleichung für die Bildung von Magnesiumchlorid. 

I. Mg --> Mg2+ + 2e- |*1
II. Cl2 + 2 e- --> 2 Cl- |*1
III. Mg + Cl2 --> Mg2+ + 2 Cl-
IV. Mg + Cl2 --> MgCl2

 

Aufstellen von Verhältnisformeln von Salzen

Das Aufstellen der Verhältnisformeln von Salzen ohne die Ionenteilgleichungen, die Ionengesamtgleichung und die Reaktionsgleichung verläuft meist sehr ähnlich wie das Aufstellen der Molekülformeln mit Hilfe der Wertigkeit.  Man bedient sich bei Salzen dem Hilfsmittel der Ionenwertigkeit. Die Ionenwertigkeit ist sowas wie ein Spezialfall der Wertigkeit.

Vorgehen zum Erstellen von Verhältnisformeln Schritt für Schritt an drei Beispielen:

salzbildung12

Wichtige weitere Anionen

In der Chemie gibt es viele molekulare Anionen, d.h. Anionen, die aus mehreren fest miteinander verbundenen Atomen bestehen, allerdings eine negative Ladung besitzen. Einige davon solltest du können. Diese sind:

Name Chemische Formel Beispiel Salz mit diesem Anion
Carbonation CO32- CaCO3
Nitration NO3- Ba(NO3)2
Sulfation SO42- BaSO4
Hydroxidion OH- NaOH

Mini-Übung: Stelle die Verhältnisformeln der folgenden Salze auf.

1. Natriumcarbonat     Lösung (markieren): Na2CO3

2. Calciumsulfat          Lösung (markieren): CaSO4

3. Natriumsulfid        Lösung (markieren): Na2S

4. Magnesiumoxid       Lösung (markieren): MgO

5. Bariumchlorid      Lösung (markieren):  BaCl2