Verstehe diese Reaktionsgleichung nicht?
Hallo, also ich verstehe nicht warum Ca zwei Protonen aufnehmen muss und zB bei Natriumhydroxid es nur ein Proton aufnimmt. Baden sind ja Protonen akzeptoren und nehmen nur ein Proton jeweils auf aber bei Calciumhydroxid braucht es zwei?? Das verwirrt mich alles
Danke schonmal im Voraus !!
1 Antwort
Moin,
ähhh, bei chemischen Reaktionen verändert sich die ELEKTRONEN-Hülle der Reaktionsteilnehmer und nicht der Atomkern! Es geht also nicht um die Aufnahme oder Abgabe von Protonen!! Das wäre nämlich die Veränderung des Atomkerns und somit KernPHYSIK.
Okay, bei der Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie geht es um Protonen, aber beim chemischen Vorgang der Protonenübertragung werden Bindungselektronen behalten oder zur Verfügung gestellt. Also streng genommen geht es auch hier um Veränderungen in den Elektronenhüllen der Beteiligten...
Natriumhydroxid (NaOH):
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2
Das kannst du auch als Redoxprozess schreiben:
Oxidationsteilgleichung: Na → Na+ + e– I x 2
Reduktionsteilgleichung: H2O + e– → OH– + H• I x 2
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Redoxgleichung: 2 Na + 2 H2O → 2 Na+ + 2 OH– + H2
Beim Calciumhydroxid [Ca(OH)2] sähe das so aus:
Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2
Warum das so ist?
Nun, Natrium steht im Periodensystem der Elemente (PSE) in der 1. Hauptgruppe (HG) und an 11. Position (Platz 11).
Das bedeutet einerseits, dass die Atome des Elements Natrium in ihrer Hülle ein einziges Außenelektron (Valenzelektron) haben.
Merke: 1. HG : 1 Valenzelektron.
Es bedeutet andererseits, dass Natriumatome 11 Protonen im Kern haben.
Merke: Ordnungszahl = Protonenanzahl.
Da ein Atom ein elektrisch ungeladenes Teilchen ist (es hat keine nach außen wirksame Ladung), müssen deshalb in der Hülle eines Natriumatoms auch 11 Elektronen sein, weil nur so die 11 positiv geladenen Protonen im Kern in ihrer Wirkung von den 11 negativ geladenen Elektronen in der Hülle ausgeglichen werden.
Um zu verstehen, was nun weiter mit den Natriumatomen bei der Reaktion mit Wasser passiert, müssen wir kurz noch etwas anderes klären:
Die Atome von Edelgasen (HG ganz rechts im PSE) haben alle ein voll besetzte Außenschale. Das ist energetisch besonders günstig (stabil). Deshalb wollen Edelgasatome nichts an diesem Zustand ändern. Und das ist dann auch der Grund dafür, warum es unter normalen Bedingungen keine Edelgasverbindungen gibt. Die Atome von Edelgasen sind zu „edel”, um mit anderen Atomen zu reagieren!
Die Atome aller anderen Elemente haben nicht so stabile Atomhüllen. Deshalb gehen sie untereinander Verbindungen ein, denn jede chemische Reaktion führt zu einer Veränderung in der Elektronenhülle. Die Atome der anderen Elemente streben nämlich einen Zustand ihrer Hüllen an, wie ihn die Atome der Edelgase von Natur aus haben (Edelgaskonfiguration; Edelgaszustand)
Das nächstgelegene Edelgas zur Position von Natrium ist Neon. Es steht auf Platz 10. Es hat also 10 Protonen im Kern und - als Atom - deshalb auch 10 Elektronen in seiner Hülle.
Das bedeutet, dass Natriumatome gerade einmal ein einziges Elektron in der Hülle mehr haben als Neonatome. Neonatome sind sehr stabil, Natriumatome nicht. Deshalb versuchen Natriumatome in chemischen Reaktionen ihr einzelnes Außenelektron loszuwerden, damit sie dann auch nur noch 10 Elektronen in ihrer Hülle haben (wie die Atome des Neons).
Aber wenn die ungeladenen Natriumatome (11 Protonen im Kern / 11 Elektronen in der Hülle) ein Elektron abgeben, dann haben sie nach der Abgabe zwar immer noch 11 Protonen im Kern, aber nur noch 10 Elektronen in der Hülle. Das bedeutet, dass das Teilchen nach der Abgabe eines Elektrons einfach positiv geladen ist, denn den 11 Plusladungen im Kern stehen ja nur noch 10 Minusladungen in der Hülle gegenüber.
Deshalb wird aus dem ungeladenen Natriumatom ein einfach positiv geladenes Natrium-Ion (Natriumkation), indem das Atom ein Elektron abgibt.
Beim Calcium ist das nun so: Calcium steht in der 2. HG im PSE.
Zweite HG heißt zwei Außenelektronen. Calcium steht außerdem auf Position 20. Das bedeutet, dass die Atome von Calcium 20 Protonen im Kern (und - als Atome - auch 20 Elektronen in der Hülle) haben.
Das nächstgelegene Edelgas zur Calcium-Position ist Argon auf Platz 18. Argonatome haben 18 Protonen im Kern und 18 Elektronen in der Hülle.
Das bedeutet, dass Calciumatome gerade einmal zwei Elektronen in ihrer Hülle mehr haben als Argonatome. Argon ist stabil, Calcium nicht. Deshalb versuchen Calciumatome in chemischen Reaktion zwei Elektronen loszuwerden, um dadurch in ihrer Hülle auf die stabile Edelgaskonfiguration von Argonatomen zu kommen.
Aber weil nach der Abgabe von zwei (negativ geladenen) Elektronen aus der Hülle am Ende 20 Plusladungen im Kern nur noch 18 Minusladungen in der Hülle gegenüberstehen, wird nach der Abgabe aus dem bis dahin ungeladenen Calciumatom ein zweifach positiv geladenes Calciumkation.
Soweit, so gut, hoffe ich.
Tja, kommen wir nun zum Wasser.
Wassermoleküle können Wasserstoff-Ionen (Protonen) abspalten:
H2O → H+ + OH–
Wenn nun das Proton (H+) ein Elektron (zum Beispiel von einem Natriumatom) erhält, wird aus dem Proton ein ungeladenes Wasserstoffatom: H•.
Übrig bleibt dann ein Hydroxid-Anion (OH–).
So! Und wenn du nun positiv geladene Metall-Kationen (Na+ oder Ca2+) und negativ geladene Hydroxid-Anionen (OH–) im Wasser hast, dann ziehen sich die entgegengesetzt geladenen Ionen gegenseitig an.
In der Formel drückst du das mit dem kleinst-möglichen Verhältnis aus. Auf ein einfach positiv geladenes Natrium-Kation (Na+) kommt ein einfach negativ geladenes Hydroxid-Anion (OH–). Deshalb lautet die Formel von Natriumhydroxid NaOH.
Da das Calcium-Kation aber zweifach positiv geladen ist (Ca2+), brauchst du auch zwei einfach negativ geladene Gegenionen, damit insgesamt keine Ladung übrig bleibt. Deshalb lautet die Formel von Calciumhydroxid Ca(OH)2, verstehst du?!
Ich hoffe, das ist dir jetzt alles ein bisschen klarer geworden.
LG von der Waterkant
Achsooooo Dankeschön das war alles sehr hilfreich danke für die Mühe !