Anorganische Chemie: Struktur von Salzen, Ionengitter und Ionenbildung

Name: Oliver Schad

Die räumliche Struktur von Salzen

Salze ordnen sich in einem Ionengitter an. Es gibt viele verschiedene Arten von Strukturen. Sowohl das Verhältnis von Anionen und Kationen als auch das Verhältnis der Ionradien von Kationen und Anionen ist entscheidend für die Struktur und Bildung von Gitterarten. Die Koordinationszahl gibt die Anzahl der benachbarten Ionen im Gitter an. Es gibt zum Beispiel bestimmte Salze, die den Aufbau von Natriumchlorid haben. Man sagt diese haben Natriumchloridstruktur (z.B.LiCl). Die Koordinationszahl von den Kationen und Anionen in Natriumchlorid ist 6.

Hier sieht man die räumliche Struktur von NaCl:

Quelle: Public domain by Wikipediauser Solid State; http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl_polyhedra.png

Man erkennt, dass das Salz aus Ionenverbänden besteht, was typisch für Salze ist. Außerdem bilden Salze Kristalle, welche eine regelmäßige Form aufweisen. Der Aufbau ist das Resultat der regelmäßigen Anordnung der Teilchen.

Bildung des Ionengitters

Die Energie, welche bei der Vereinigung von Kationen und Anionen, welche sich elektrostatisch anziehen, entsteht bezeichnet, man als Gitterenergie. Dies ist die Kraft, die ausschlaggebend für die Salzbildung ist.

Ist die Energie positiv, so muss Energie aufgewendet werden, ist die Energie negativ so wird Energie frei. 

Die Gitterenergie setzt sich aus mehreren Teilkräften zusammen:

• Dissoziationsenergie (Energiebetrag zum Trennen von Molekülen in Atome)
  
  Cl₂ ---> 2 Cl

• Elektronenaffinität (Energiebetrag zum Anlagern an eines Elektrons an einem Atom)
  
  Cl + e^----> Cl^-  dabei wird Energie frei
  
  Ar + e^----> Ar^-  dabei wird Energie benötigt (bei Edelgasen sehr hoher Energiebedarf!)

• Ionisierungsenergie (Energiebetrag zum Entfernen der einzelnen Valenzelektronen aus einem Atom)
  
  Na ---> Na⁺+ e^-

• Sublimationsenergie (Energie die bei der Änderung des Aggregatzustandes entsteht)
  
  Ag _(s) ---> Ag _(l)

Man addiert diese Teilenergien um die benötigte Gesamtenergie zu erhalten:

Ist die Summe groß so ist der Vorgang exotherm, ist sie klein ist der Vorgang endotherm.