Die Bildung von Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen?
Hallo,
kann mir jemand die Bildung von Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen am Beispiel der Reaktion von Natrium und Chlor erklären?
LG Lucia
2 Antworten
Moin,
fangen wir mal woanders an: Edelgase (Helium, Neon, Argon...) reagieren im Grunde nicht mit anderen Elementen. Sie sind zu „edel” dafür... Warum?
Chemische Reaktionen bewirken immer eine Veränderung in der Elektronenhülle der beteiligten Atome. Und offenbar haben Edelgase Atome, die von Natur aus so stabil sind, dass jede Veränderung in ihrer Hülle nachteilig wäre. Das erklärt, warum Edelgase keine chemischen Reaktionen eingehen wollen.
Tja, und alle anderen Elemente haben eben Atome, die nicht so perfekte Elektronenhüllen bei ihren Atomen haben. Und das ist dann auch der Grund dafür, warum die anderen Elemente so munter miteinander reagieren, denn sie streben eine Veränderung in ihrer jeweiligen Elektronenhülle an, die zu einer Elektronenanzahl und Elektronenanordnung führt, wie sie Edelgase von Natur aus haben (Edelgaskonfiguration).
Na gut, dann schauen wir uns doch mal ein Chloratom an: Chlor (Cl) steht im Periodensystem der Elemente (PSE) auf Platz 17 in der 7. Hauptgruppe (HG) und in der 3. Periode (M-Schale).
Diese Daten verraten dir viel über den Aufbau der Chloratome. Platz 17 bedeutet, dass Chlor 17 Protonen in seinem Atomkern hat (weil Ordnungszahl = Protonenzahl).
Protonen sind positiv geladen. Das bedeutet, dass im Kern von Chloratomen 17 positive Ladungsträger vorhanden sind (das heißt Protonenzahl = Kernladungszahl).
Da aber ein Atom ein nach außen ungeladenes Teilchen ist, müssen die 17 Plusladungen im Kern durch entsprechend viele negative Ladungen in ihrer Wirkung ausgeglichen werden. Das gelingt durch 17 Elektronen in der Hülle.
Soweit, so klar, hoffe ich.
Na ja, und jetzt schaust du dir an, welches Edelgas im PSE dem Chlor am nächsten steht. Siehe da, es ist Argon (Ar) auf Platz 18. Argonatome haben also 18 Protonen im Kern und somit auch 18 Elektronen in der Hülle.
Das ist im Vergleich mit einem Chloratom gerade einmal ein Elektron mehr. Darum nehmen Chloratome bei chemischen Reaktionen gerne ein Elektron auf, damit sie auch zu 18 Elektronen in ihrer Hülle kommen, gerade so wie es bei Argonatomen von Natur aus der Fall ist (Edelgaskonfiguration).
Aber wenn ein Chloratom ein Elektron aufnimmt, hat es zwar anschließend 18 Elektronen in seiner Hülle, aber nach wie vor nur 17 Protonen im Kern. Das bedeutet, dass ein Chloratom nach der Elektronenaufnahme nun eine Minusladung mehr hat als es Plusladungen im Kern gibt. Darum wird aus dem vormals ungeladenen Chloratom nach der Elektronenaufnahme nun ein einfach negativ geladenes Chlorion (ein Chlorid-Anion).
Das ist ja auch kein Wunder, wenn man bedenkt, dass durch die Aufnahme eines Elektrons ja immerhin ein negativer Ladungsträger aufgenommen wird...
Kommen wir nun zum Natrium. Natrium steht im PSE auf Platz 11. Du weißt nun, dass dies bedeutet, dass Natriumatome damit 11 Protonen im Kern haben und darum (als Atom) auch 11 Elektronen in der Hülle aufweisen.
Das nächstgelegene Edelgas im PSE ist das unmittelbar vor Natrium stehende Neon auf Platz 10.
Das bedeutet, dass Natriumatome gerade einmal ein Elektron mehr in ihrer Hülle haben als Neonatome. Darum geben Natriumatome in chemischen Reaktionen gerne dieses eine Elektron zu viel ab, um auf eine Elektronenhülle zu kommen, wie es Neonatome von Natur aus haben.
Aber durch die Abgabe des Elektrons entsteht ein Natriumteilchen, das nach wie vor 11 Plusladungen im Kern hat, aber nun nur noch 10 Elektronen in der Hülle besitzt. Darum ist das entstehende Natriumteilchen einfach positiv geladen, also ein Natriumkation.
Formal kannst du das so ausdrücken:
Cl + 1 e– → Cl–
Na → Na+ + 1 e–
Aus einem ungeladenen Chloratom (Cl) wird ein einfach negativ geladenes Chlorid-Ion (Cl–), wenn es ein Elektron (e–) aufnimmt.
Aus einem ungeladenen Natriumatom (Na) wird ein einfach positiv geladenes Natrium-Ion (Na+), wenn es ein Elektron (e–) abgibt.
Beide Atome machen das, um auf eine Edelgaskonfiguration in ihrer Elektronenhülle zu kommen. Das Natriumkation hat dann eine Elektronenhülle wie ein Neonatom (wohlgemerkt: es wird NICHT zu einem Neonatom, aber es hat die gleiche Elektronenhülle; Edelgaskonfiguration).
Das Chloidanion hat dann eine Elektronenhülle wie das Edelgas Argon (auch das Chloridanion wird NICHT zum Edelgas Argon; es hat nur dieselbe Elektronenhülle; Edelgaskonfiguration).
Für das Reaktionsschema musst du nun nur noch beachten, dass Chlor zu den sieben Ausnahmen im PSE gehört, deren kleinste Teilchen keine Atome, sondern zweiatomige Minimoleküle sind. Das bedeutet, dass Chlor nicht in einzelnen Chloratomen auftritt, sondern im Doppelpack (Cl2). Dementsprechend brauchst du für dieses zweiatomige Minimolekül auch zwei Elektronen, damit jedes Chloratom ein Elektron aufnehmen kann. Deshalb brauchst du auch zwei Natriumatome, die jeweils ein Elektron abgeben und so zu zwei Natriumkationen werden können. Das drückst du im Reaktionsschema so aus:
2 Na + Cl2 → 2 Na+ + 2 Cl–
oder
2 Na + Cl2 → 2 NaCl
Alles klar?
LG von der Waterkant
Man kann zunächst einmal ganz einfach sagen:
Das Natriumatom gibt ein Elektron ab und wird dadurch zum Natriumion
Na ⇌ Na+ + e-
und das Chloratom nimmt ein Elektron auf und wird dadurch zum Chloridion.
Cl + e- ⇌ Cl-
Sagen Dir die Begriffe „Edelgaskonfiguration“ bzw. „Oktettregel“ etwas, denn diese benötigt man für die Erklärung, dass es zu dieser Ionenbildung kommt.