Warum hat Calciumoxid im Vergleich zu Bariumoxid eine kleinere Schmelztemp.?
Wenn man sich das Coloumb Gesetz anschaut dann haben die Atome die einen höheren Radius haben auch eine höhere elektrostatische Kraft im Ionengitter.
In dem Fall hat Barium einen höheren Atomradius als Calcium, müsste dann nicht Bariumoxid die höhere Schmelztemperatur haben?
3 Antworten
Sowohl CaO als auch BaO kristallisieren in der NaCl-Struktur (jedes Ion ist oktaedrisch von 6 Gegenionen umgeben). Aber weil Ba größer ist als Ca, sind Abstände vom Erdalkalimetallion zum Sauerstoff unterschiedlich groß — bei CaO sind die Ionen enger zusammen, das gibt eine größere Bindungsenergie (weil das Coulombpotential mit r¯² abfällt) und daher einen größeren Schmelzpunkt.
Calciumoxid (gebrannter Kalk) und Bariumoxid sind zwei verschiedene Metalloxide mit unterschiedlichen Eigenschaften, darum ist auch ihr Schmelzpunkt unterschiedlich.
Calciumoxid (CaO)
- Schmelztemperatur: CaO schmilzt bei etwa 2580 °C.
- Herstellung: Calciumoxid wird hauptsächlich durch das Brennen von Kalkstein (CaCO₃) bei hohen Temperaturen hergestellt. Dabei zerfällt der Kalkstein in Calciumoxid und Kohlendioxid (CO₂).
- Die Formel: CaCO₃ → CaO + CO₂
- Reaktivität: Calciumoxid reagiert heftig mit Wasser und bildet Calciumhydroxid (Löschkalk).
Bariumoxid (BaO)
- Schmelztemperatur: Bariumoxid schmilzt bei etwa 1918 °C.
- Reaktivität: Bariumoxid reagiert ebenfalls mit Wasser, um Bariumhydroxid zu bilden, jedoch bei einer niedrigeren Temperatur als Calciumoxid.
- Atommasse: Barium hat eine höhere Atommasse als Calcium, was zu einer stärkeren Anziehungskraft zwischen den Bariumoxid-Teilchen führt.
Warum diese Unterschiede?
- Die Schmelztemperatur hängt von der Stärke der Anziehungskräfte zwischen den Teilchen ab. Je stärker die Anziehung, desto höher die Schmelztemperatur.
- Bariumoxid hat eine geringere Anziehungskraft zwischen seinen Teilchen als Calciumoxid. Dies liegt an der größeren Atommasse von Barium und den damit verbundenen Elektronenkonfigurationen.
- Die Kristallstruktur und die Größe der Ionen beeinflussen ebenfalls die Schmelztemperatur. Bariumoxid hat eine andere Kristallstruktur als Calciumoxid.
CaO hat einen höheren Schmelzpunkt als BaO da der Calciumatomkern seine 2 Valenzelektronen stärker anzieht als es das barium macht. Der Grund dafür ist dass wenn weiter du vom atomkern weggehst verkleinert sich die Anziehungskraft des Kerns zu den Elektronen. Somit kann Barium die äußersten 2 valenzelektronen nur schwach anziehen und die schmelztemperatur, also die Temperatur um die Bindung zum Sauerstoff zu brechen, ist geringer.