hat jemand ahnung in chemie(bzw salzformeln)?
hey bin in der 9. klasse und am donnerstag schreiben wir eine chemieprüfung...kann mir jemand die 9 möglichen salzformeln erklären?
4 Antworten
Moin,
aahhh, verstehe... Na, das ist eigentlich ganz einfach. Pass mal auf (es folgen jetzt sehr ausführliche Erklärungen, weil ich nicht weiß, auf welchem Niveau du bist. Wundere dich also nicht über die Länge der Ausführungen...):
Also, es gibt Atome, die in ihrem äußeren Hauptenergieniveau (HEN; auch "Schale" genannt) nur wenig Elektronen haben. Diese Atome gehören zu Elementen, die du im Periodensystem der Elemente (PSE) in den Hauptgruppen 1 und 2 und in den Nebengruppen sowie bei den Actinoiden und Lanthanoiden findest. Auch die Elemente der Hauptgruppe 3 gehören (noch) dazu. So gut wie alle (bis auf Bor in der 3. Hauptgruppe) sind Metalle. Man kann also (etwas vereinfacht) sagen, dass alle Metalle in ihrem äußeren HEN nur wenige Elektronen besitzen.
Auf der anderen Seite gibt es Atome, die im äußeren HEN relativ viele Elektronen besitzen (nämlich 5, 6 oder 7). Diese Atome gehören zu Elementen, die du im PSE in der 5., der 6. und in der 7. Hauptgruppe findest. Alle Elemente, die rechts oben im PSE stehen, sind sogenannte Nichtmetalle.
Es gibt außerdem noch ein paar Elemente, die man zu den "Halbmetallen" zählt, aber ich bin davon überzeugt, dass sich eure Lehrkraft in dem Test nicht auf diese Elemente einlassen wird, weshalb wir das hier nicht weiter erörtern müssen.
Und nun kommt der erste wesentliche Punkt: Wenn du dir die Elemente im PSE anschaust, die in der 8. Hauptgruppe zu finden sind, dann sind das alles Edelgase (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon). Diese Elemente werden zu den Edelgasen gezählt, weil ihr äußeres HEN mit Elektronen voll besetzt ist (im Falle des Heliums sind das 2 Elektronen, alle anderen haben 8 Elektronen im äußeren HEN). Dieser Zustand ist energetisch so günstig, dass jede Veränderung daran, ein Nachteil für das Atom wäre (größerer Energieaufwand). Darum gibt es (praktisch) keine stabilen Verbindungen zwischen Edelgasen und anderen Elementen (tatsächlich gibt es eine Handvoll Verbindungen, aber nur mit besonders reaktiven Nichtmetallen wie Fluor, Sauerstoff und Chlor, und selbst dann sind diese Verbindungen so labil, dass sie entweder nur unter extrem niedrigen Temperaturen einigermaßen stabil gehalten werden können oder wenn sie mit den großen Atomen der Edelgase Krypton oder Xenon gebildet wurden). Für deine Belange reicht es zu sagen, dass es keine stabilen Verbindungen von Edelgasen gibt. Daher kommt übrigens auch der Name, weil diese Gase zu "edel" sind, um sich auf Verbindungen mit anderen Elementen einlassen zu müssen.
Was daran die wichtige Erkenntnis ist, ist der Umstand, dass die Konstellation einer mit Elektronen voll besetzten Außenschale offenbar so toll ist, dass alle anderen Atome der anderen Elemente, diese sogenannte "Edelgaskonfiguration" anstreben.
So, und nun überlegen wir noch einmal: Metalle haben nur wenige Elektronen in ihrem äußeren HEN. Nichtmetalle haben viele Elektronen in ihrem äußeren HEN. Nehmen wir als Beispiel die Atome des Metalls Natrium (Na) und die von Schwefel (S). Ein Natriumatom hat 1 Elektron im äußeren HEN (= 1 Außen- oder auch 1 Valenzelektron), ein Schwefelatom hat deren 6 Valenzelektronen. Damit Schwefel sein äußeres HEN voll bekommt, bräuchte es noch zwei Elektronen (6 + 2 = 8 wie beim Edelgas Argon). Natriumatome müssten 7 Elektronen aufnehmen, damit auch ihr äußeres HEN voll besetzt wäre (1 + 7 = 8 wie beim Edelgas Argon). Aber die Aufnahme von Elektronen ist mit einem Energieaufwand verbunden. Diesen Aufwand müsste das Natriumatom sieben Mal aufbringen. Aber eins ist noch viel schlimmer: Mit jedem aufgenommenen Elektron steigt auch die Anzahl von negativer Ladung in dem Teilchen. Ein Natriumatom ist ungeladen. Nimmt es ein Elektron auf, würde aus dem Atom ein Ion (ein geladenes Teilchen), weil Elektronen negativ geladene Elementarteilchen sind. Es wäre dann also ein einfach negativ geladenes Ion. Negativ geladene Ionen nennt man auch Anionen. Wenn unser hypothetisches Natriumanion nun noch ein Elektron aufnehmen soll, müsste es etwas mehr Energie aufwenden, weil es ja bereits einfach negativ geladen ist und nun noch ein negativ geladenes Teilchen aufnehmen soll. Gleich geladene Teilchen stoßen nämlich einander ab. Deshalb müsste etwas mehr Energie aufgewendet werden, damit das trotzdem klappt. Und nun stell dir vor, das zweifach negativ geladene Natriumanion soll noch ein drittes Elektron aufnehmen. Das würde noch etwas mehr Energie benötigen als zuvor, denn mit steigender gleichartiger Ladung wird es immer schwieriger, noch einmal ein Elektron aufzunehmen. Langer Rede kurzer Sinn: Um in ein fünf- oder sechsfach negativ geladenes Anion ein weiteres Elektron zu "quetschen", würdest du so viel Energie brauchen, wie sie unter normalen Reaktionsbedingungen nicht vorhanden ist. Darum geht das Natriumatom einen anderen Weg...
Was würde passieren, wenn das Natriumatom ein Elektron abgeben würde, anstatt 7 aufzunehmen? - Richtig, das HEN, in dem das einzelne Valenzelektron war, würde wegfallen, weil es ja nun keine Elektronen mehr in diesem Energieniveau gäbe. Das Energieniveau, das bis dahin das zweitäußere war, würde dann zum äußeren HEN werden, und dieses nun neue äußere HEN wäre mit Elektronen voll besetzt (wie bei Edelgas Neon)! Aus dem ungeladenen Natriumatom würde durch die Weggabe eines Elektrons (also eines negativen Ladungsträgers) ein positiv geladenes Ion. Positiv geladene Ionen nennt man auch Kationen. Da es nur ein Elektron wegzugeben bräuchte, um (mit dem "Trick" des Weglassens eines HENs statt der Auffüllung desselben) die ersehnte Edelgaskonfiguration zu erreichen, entsteht ein einfach positiv geladenes Natrium-Kation Na^+.
Kommen wir zurück zum Schwefelatom. Du wirst dich erinnern, dass Schwefelatome 2 Elektronen aufnehmen müssten, um ebenfalls eine Edelgaskonfiguration zu erreichen. Nun eines der begehrten Elektronen könnte problemlos von einem Natriumatom kommen. Aber ein weiteres Elektron würde das entstehende Natrium-Kation (Na^+) nicht hergeben wollen, denn damit würde es ja seine gerade erreichte Edelgaskonfiguration wieder aufgeben. Ein einzelnes Elektron nützt aber dem Schwefelatom nichts, denn es würde für dessen Aufnahme Energie aufwenden müssen, ohne dafür am Ende die ersehnte Edelgaskonfiguration zu erhalten. Wie kann dieses Problem gelöst werden? Nun, ganz einfach: Bedenke, dass es in einem Reaktionsgefäß nicht nur ein Natriumatom und ein Schwefelatom gibt, sondern von beiden zig-Milliarden. Warum also nicht einfach ein weiteres Natriumatom nutzen, das durch die Abgabe seines einzelnen Valenzelektrons auch eine Edelgaskonfiguration erhielte. Dann hätte das erste Natriumatom eine Edelgaslonfiguration, das zweite nun auch und zur Erfüllung aller "Glückseligkeit" hätte auch das Schwefelatom durch die Aufnahme von zwei Elektronen (von zwei verschiedenen Natrium-Atomen) ebenfalls die begehrte Edelgaskonfiguration. In einer Reaktionsgleichung könntest du das so formulieren:
Na + Na + S --> Na^+ + Na^+ + S^2–
Nun fasst man gleichartige Teilchen in Reaktionsgleichungen zusammen und versieht sie mit einem entsprechenden Faktor. Also:
2 Na + S --> 2 Na^+ + S^2–
Außerdem ziehen sich entgegengesetzt geladene Ionen an. Das zweifach negativ geladene Schwefelanion (S^2–) würde sich mit so vielen einfach positiv geladenen Natriumkationen (Na^+) umgeben, wie Platz da wäre. Umgekehrt würden sich um die gerade angelagerten Natriumkationen wiederum so viele Schwefelanionen einfinden, wie Platz vorhanden ist. Aus den einzelnen Ionen würde ein riesiges Ionengitter, in dem die Ionen an festgelegten Plätzen eine hochgradig geordnete Struktur ergäben. Ein solches Gebilde nennen wir Kristall (oder hier: Salzkristall).
Für die Beschreibung dieser Struktur mit Hilfe einer chemischen Formel wäre es nicht nur umständlich, sondern auch mit großem Aufwand verbunden, immer genau zu ermitteln, wie viele Ionen von jeder Sorte in einem Kristall einer bestimmten Größe und Masse nun tatsächlich vorhanden wären. Darum hat man sich vernünftigerweise darauf geeinigt, nicht die tatsächliche Anzahl der Ionen anzugeben, sondern das kleinste Verhältnis der beiden Ionensorten, die in dem Kristall vorkommen. Und da wirst du dich erinnern, dass wir immer zwei Natriumatome brauchen, um mit einem Schwefelatom die Elektronenübergaben zu regeln. Oder anders ausgedrückt: Auf jedes Schwefelanion (S^2–) kommen zwei Natriumkationen (Na^+). Da man die Formel vereinbarungsgemäß mit positiv geladenen Teilchen beginnt, lautet die Reaktionsgleichung ohne Berücksichtigung der Ladungen daher:
2 Na + S --> Na2S
(wobei die "2" in der Formel "Na2S" als tiefgestellter Index geschrieben werden muss, was ich hier nicht darstellen kann...).
Was nun die von dir eingebrachte Darstellung a^+; b^2+; c^3+ und x^–, y^2–; z^3– betrifft, so stehen die Buchstaben a, b, c, x, y, z für Elementsymbole, deren Ionen die angegebene Ladung haben. Die Natriumkationen würdest du in dieser Kategorisierung daher in die a^+-Gruppe eingliedern müssen, während die Schwefelanionen in die Gruppe der y^2– -Teilchen gehörten.
Um aber schnell bestimmen zu können, welche Ionen in welche Gruppe gehören, verrate ich dir eine gut zu gebrauchende Regel: Die Zahl der Hauptgruppe im PSE sagt dir direkt, wie viele Valenzelektronen die Atome des entsprechenden Elements in ihren jeweiligen HENs haben.
Alle Elemente der 1. Hauptgruppe (H, Li, Na, K, Rb, Cs und Fr) haben genau 1 Valenzelektron im äußeren HEN.
Alle Elemente der 2. Hauptgruppe (Be, Mg, Ca, Sr, Ba und Ra) haben genau 2 Valenzelektronen im äußeren HEN.
Alle Elemente der 3. Hauptgruppe (B, Al, Ge, Ga, In und Tl) haben genau 3 Valenzelektronen im äußeren HEN.
Alle Elemente der 5. HG (N, P...) haben genau 5 Valenzelektronen.
Alle Elemente der 6. HG (O, S...) haben 6 Valenzelektronen und
alle Elemente der 7. HG (F, Cl, Br, I, At) haben 7 Valenzelektronen.
Für die Atome der Elemente der 1., 2. und 3. HG ist es leichter, ihre Valenzelektronen abzugeben (als das HEN aufzufüllen). Für die Atome der 5. bis 7. HG ist es leichter, ihre HENs mit Elektronen aufzufüllen.
Die Atome, die Elektronen abgeben, werden zu positiv geladenen Kationen (die Ladung hängt davon ab, wie viele Elektronen sie abgeben müssen, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen).
Die Atome, die Elektronen aufnehmen, werden zu negativ geladenen Anionen (deren Ladung davon abhängt, wie viele Elektronen sie aufgenommen haben, um die Edelgaskonfiguration zu erlangen).
Und nun kannst du munter aus allen Gruppierungen die Ionen miteinander kombinieren und Salze bilden. Noch ein paar Beispiele zur Veranschaulichung und Übung:
Magnesiumatome (2. HG im PSE, also 2 Valenzelektronen) werden durch die Abgabe ihrer beiden Valenzelektronen zu Mg^2+-Kationen, die dann eine Edelgaskonfiguration erhalten.
Chloratome (7. HG im PSE, also 7 Valenzelektronen) brauchen noch 1 weiteres Elektron, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen, so dass sie zu Cl^– - Anionen werden. Weil jedes Chloratom nur ein Elektron aufnehmen will, braucht man zwei Chloratome, damit ein Magnesiumatom seine beiden Valenzelektronen loswerden kann. Daher lautet die Formel MgCl2.
Aluminiumatome (3. HG heißt 3 Valenzelektronen) werden durch die Abgabe ihrer Valenzelektronen zu Al^3+-Kationen.
Sauerstoffatome (6 HG heißt 6 Valenzelektronen) werden durch die Aufnahme von 2 Elektronen zu O^2– - Anionen.
Dann brauchst du 2 Aluminiumatome, die zusammen 6 Valenzelektronen abgeben. Und du brauchst 3 Sauerstoffatome, die diese 6 Elektronen aufnehmen. Daher lautet die Formel von Aluminiumoxid Al2O3.
Wenn du auch Reaktionsgleichungen aufstellen können musst, solltest du noch beachten, dass sieben Elemente nicht in einzelnen Atomen auftreten, sondern in Form von zweiatomigen Minimolekülen. Zu erklären, warum das so ist, wird mir jetzt zu viel, darum musst du diese sieben Elemente einfach einmal auswendig lernen. Dazu gehören Wasserstoff (H2), Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2) sowie die vier Halogene (7. HG im PSE) Fluor (F2), Chlor (Cl2), Brom (Br2) und Iod (I2).
Die Reaktionsgleichung für die Bildung von Aluminiumoxid aus den Elementen lautet daher:
4 Al + 3 O2 --> 2 Al2O3
(und eben nicht 2 Al + 3O --> Al2O3)
Ansonsten kannst du dir als Faustregel merken: Die Reaktion eines Metalls mit einem Nichtmetall führt zu Ionenbindungen (Salzen), womit wir im Grunde wieder am Anfang dieser laaangen Ausführung angekommen sind. Ich hoffe, du hast alles verstanden, sofern du dir das alles überhaupt bis zum Ende durchgelesen hast. Viel Erfolg für deine Prüfung...
Lieber Gruß von der Waterkant.
Moin,
hier können dir sicherlich viele helfen, aber etwas genauer müsstest du dazu schon werden. Was genau meinst du mit "9 mögliche Salzformeln"? - Es gibt hunderte von Salzen...
Ich kann dir den Unterschied zwischen einer "Verhältnisformel" und einer "Molekülformel" erklären. Ich kann dir auch erklären, wie (und warum) sich Salzkristalle zusammensetzen. Ich kann dir massenhaft Salzformeln herunterbeten und erläutern, wie es zu den Formeln kommt (und auch, wie man sie ermittelt). Schließlich kann ich dir auch noch sagen, welche fünf bis sechs unterschiedliche Methoden es gibt, wie anorganische Salze gebildet werden. Aber bevor ich dir jetzt alles lang und breit erkläre (und dafür viel Zeit investiere), hätte ich vorher gern gewusst, was genau du brauchst...
Vielleicht bis bald?!
Liebe Grüße von der Waterkant...
bin jetzt etwas weiter: also wir haben die buchstaben a(1+geladen)b(2+)c(3+) und die buchstaben x(1-geladen)y(2-) und z(3-) jedes dieser salze kann sich mit allen verbinden= neun.... wie kann man jetzt die ladung der salze aufschreiben?? (formel)
danke für die antwort..also wenn jetzt beispielsweise die formel mgcl2 angegeben wird.. wie bestimmt man welcher bindungstyp es ist?
Am ehesten tippe ich bei 9 möglichen Salzformeln auf die Kombinationen ein-, zwei- und dreiwertiger An- und Kationen, also sowas:
NaCl
CaCl₂
AlCl₃
Na₂SO₄
CaSO₄
Al₂(SO₄)₃
Na₃PO₄
Ca₃(PO₄)₂
AlPO₄.
Trifft dies zu? Welche Fragen hast du dazu?
bin jetzt etwas weiter: also wir haben die buchstaben a(1+geladen)b(2+)c(3+) und die buchstaben x(1-geladen)y(2-) und z(3-) jedes dieser salze kann sich mit allen verbinden= neun.... wie kann man jetzt die ladung der salze aufschreiben?? (formel)
salze sind doch metall und nichtmetall oder? dann eine ionenbindung
elche ausgewählten An- und Kationen habt ihr denn bisher behandelt???
bin jetzt etwas weiter: also wir haben die buchstaben a(1+geladen)b(2+)c(3+) und die buchstaben x(1-geladen)y(2-) und z(3-) jedes dieser salze kann sich mit allen verbinden= neun.... wie kann man jetzt die ladung der salze aufschreiben?? (formel)
Die Summe aller Ladungen im Salz muß halt immer neutral sein: Hast Du ein dreifach positives Kation und ein zweifach negativ geladenes Anion, dann gilt eben (2 x 3+) und (3 x 2-) ergibt ladungstechnisch 0!
auf unserem notizblatt steht: die neun möglichen salzformeln
Dann leg mal los und poste sie uns endlich: vielleicht verstehen wir dann, was Du wissen möchtest!
Hmmm... - und wie kommst Du dann auf die magische Zahl 9?!?
also wenn jetzt beispielsweise die formel mgcl2 angegeben wird.. wie bestimmt man welcher bindungstyp es ist?