Metallbindung und Metalle - Ionenbindung und Salze Flashcards
Anionen
Negativ geladene Nichtmetall-Ionen oder Molekül-Ionen, z. B. Cl(-), CO3)2-)
aq
Abk. für aquatisiert (auch hydratisiert), d.h. von Wasser-Dipolen umhüllt
Bronze
Legierung aus Kupfer und Zinn, Hüter als reines Kupfer, war vor der Erfindung der Eisengewinnung (von 1800-500 v. Ch.) ein wichtiger Werkstoff.
Diamantartige Stoffe
Neben den Stoffen mit einem Atomgitter (Diamant und Quarz) werden auch Salze mit sehr grossen Gitterkräften als diamantartige Stoffe bezeichnet, weil sie fast so hart und unlöslich sind wie Diamant, z. B. Al(2)O(3)
Elektrischer Strom
Der elektrische Strom beruht auf der Verschiebung geladener Teilchen.
Elektr. Leitfähigkeit
Stoffe mit beweglichen Ladungsträgern leiten den Strom. Bei den Metallen werden Elektronen im Gitter verschoben, in Salzschmelzen und Salzlösungen Ionen.
Elektronenaffinität
Energie, die bei der Elektronenaufnahme durch Nichtmetall-Atome umgesetzt wird.
Fällung
Beim Mischen von Salz-Lösungen können schwerlösliche Salze entstehen und ausfallen.
Formelmasse (mF)
Die Summe der Massen aller Atomen einer Formel in u,
z. B. für CaCl(2): mF(CaCl(2)) = mA(Ca) + 2mA(Cl) = 110.98u
Gitterenergie
Energie, die frei wird bei der Einlagerung der Ionen ins Ionengitter, d.h. bei der Bildung des festen Salzes aus dem Ionen-Gas. Sie ist die „treibende Kraft“ der Salzbildung. Weil sie die aufgewendete Energien übertrifft, verläuft die Salzbildung exotherm.
Gitterkräfte
Kräfte, welche die Teilchen im Gitter zusammenhalten. Im Ionengitter: Ionenbindung; im Metallgitter: metallische Bindung; im Atomgitter: Atombindung und im Molekülgitter: zwischenmolekulare Kräfte.
Gittertüren
Molekülgitter, Atomgitter, Metallgitter und Ionengitter
Hydration
Wasser-Dipole werden von Ionen oder Dipolen angezogen und lagern sich an diese an. Dabei wird die Hydrationsenergie frei. In wässrigen Lösungen sind die Teilchen des gelösten Stoffs von Wasser-Dipolen umhüllt: hydratisiert, z. B. Ca(2+)(aq)
Hydrationsenergie
Wird bei der Hydration frei.
Hydratwasser
Viele Salze kristallisieren aus wässriger Lösung als Hydrate aus. Das Hydratwasser (auch Kristallwasser) ist oft an die Kationen gebunden und lässt sich durch Erwärmen entfernen. Es wird in der Formel angegeben: CuSO(4) x 5 H(2)O (der Punkt wird gesprochen als: mit).
hygroskopisch
Wasseranziehend. Viele Salze können Wasser oder Wasserdampf aufnehmen und in ihr Kristallgitter einlagern - Hydratwasser
Ionen
Geladene Teilchen. Nichtmetall-Ionen sind Anionen, Metall-Ionen sind Kationen, Molekül-Ionen sind mehrheitlich Anionen.
Ionengitter
Gitter, in dem jedes Ion von einer festgelegten Zahl (Koordinationszahl) nächster Nachbarn (mit entgegengesetzter Ladung) umgeben ist; entsteht als Folge der elektrostatischen Kraft, die von einem geladenen Teilchen aus in alle Richtungen wirkt. Die Gitterkräfte sind umso grösser, je höher die Ladungen der Ionen und je kleiner die Abstände zwischen ihren Zentren sind. Die Abstände sind von den Ionenradien und von der Gitterstruktur abhängig.
Ionenladungen
Ergibt sich aus der Zahl der Elektronen, die vom Atom abgegeben oder aufgenommen wurden; entspricht der Differenz zwischen Protonen- und Elektronenzahl. In der Formel eines Ions wird die Ladung (aus Ladungszahl und Ladungszeichen) rechts oben neben das Symbol bzw. das Symbol bzw. die Formel geschrieben: Ca(2+), Cl(-), SO4(2-)
Ionenradien
Weil die Kationen eine Schale weniger besitzen als die Metall-Atome, sind ihre Radien kleiner als die Atomradien. Bei den Nichtmetallen sind die Ionenradien etwa gleich gross wie die Radien der ungebundenen Atome.
Kationen
Ionen mit positiver Ladung können aus Metall-Atomen durch Abspaltung von Elektronen entstehen, sind meist Metall-Ionen, selten Molekül-Ionen
Koordinationszahl
Als Koordinationszahl (KZ) bezeichnet man die Anzahl der nächsten Nachbarn eines Teilchens (Atom, Ion, Molekül) in einem Gitter.
Kristallisation
Bildung von Kristallen beim Erstarren einer Schmelze, beim Resublimieren eines Dampfs und aus einer Lösung beim Eindampfen oder Verdunsten des Lösungsmittels, beim Abkühlen einer gesättigten Lösungund bei der Bildung eines schwerlöslichen Stoffs.
Kristallwasser
Hydratwasser
Legierungen
Können Gemische oder Verbindungen mehrerer Metalle sein. Bei Gemischen kann die Zusammensetzung beliebig gewählt werden. In Verbindungen stehen die Metalle in einem bestimmten Mengenverhältnis. Legierungen können aus Mischkristallen oder Kristallgemischen bestehen. Sie sind in der Regel härter und leiten schlechter als die reinen Metalle.
Lösen eines Salzes
Beim Lösen eines Salzes werden die Ionen von Wasser-Dipolen umhüllt (hydratisiert) und durch aus dem Gitter gelöst. Das Ionengitter zerfällt, die hydratisierten Ionen verteilen sich gleichmässig im Lösungsmittel (Diffusion).
Löslichkeit
Unter der Löslichkeit eines Salzes verstehen wir die Masse, die sich bei bestimmten Bedingungen in einer festgelegten Portion (meist 100g) Wasser löst (gesättigte Lösung). Sie nimmt i. A. mit steigender Temperatur zu. Die Löslichkeit eines Salzes ist umso höher, je kleiner seine Gitterkräfte sind, d.h., je kleiner die Ionenladungen und je grösser die Ionenradien sind.
Lösungen, gesättigt
Gesättigt nennt man eine Lösung, welche die max. lösliche Menge eines Stoffs enthält. Wird eine gesättigte Lösung abgekühlt oder durch Entfernen von Lösungsmittel (Verdampfen, Verdunsten) konzentriert, kristallisiert das Salz aus: Die Ionen bilden ein Ionengitter.
Lösungswärme
Die Summe aus der Gitterenergie, die zur Trennung der Ionen aufzuwenden ist, und der Energie, die bei der Hydration der Ionen frei wird. Der Lösungsvorgang ist exotherm (3eck H <0), wenn die frei werdende Hydrationsenergie die aufzuwendende Gitterenergie übertrifft. Wird bei der Hydration der Ionen dagegen weniger Energie frei, als zur Trennung der Ionen benötigt wird, verläuft der Lösungsvorgang endotherm.
Metall-Atome
Metall-Ionen sind Kationen. Ihre Ladungszahl entspricht der Zahl der Elektronen, die das Metall-Atom abgegeben hat.
Bei den Ionen der Hauptgruppenmetalle entspricht die Ladungszahl in der Regel der Valenzelektronenzahl des Metall-Atoms in damit der Gruppennummer.
Viele Übergangsmetalle können Ionen mit unterschiedlichen Ladungen bilden, die Ladungszahl ist im Namen anzugeben: (Cu(2+): Kupfer(II)-Ion; Kupfer-zwei-Ion)
Metalleigenschaften
Typische Eigenschaften der Metalle sind: gute Leitfähigkeit für Strom und Wärme, Verformbarkeit und Metallglanz. Viele haben hohe Schmelz-und Siedetemperatur, grosse Dichte und Härte.
Metallgitter
Die Metalle bilden im festen Zustand ein Metallgitter, in dem die Atomrümpfe sehr dicht gepackt sind (dichteste Kugelpackungen). Sie werden zusammengehalten von Valenzelektronen, die sich frei zwischen ihnen bewegen.
Metallische Bindung
Die metallische Bindung beruht auf der elektrostatischen Anziehung zwischen den positiven Atomrümpfen und den frei beweglichen Elektronen zwischen ihnen. Sie ist umso stärker, je kleiner die Atome sind und je grösser die Zahl ihrer Bindungselektronen ist.
Metallischer Radius
Der halbe Abstand zwischen den Zentren der Metall-Atome im Metallgitter. Er ist kleiner als der Radius der isolierten Atome (Van-der-Waals-Radius).
Molekül-Ionen
Molekül-Ionen sind geladene Teilchen (Ionen) aus kovalent gebundenen Atomen (Moleküle). Die Ladung ist die Differenz zwischen der Summe aller Valenzelektronen der Atome und der Zahl der bindenden und freien Elektronen. Die meisten Molekül-Ionen sind negativ geladen, ihre Namen enden häufig mit -ist oder -at. (Nitrit, Sulfat).
Nichtmetall-Ionen
Die Ionen der Nichtmetalle sind Anionen. Ihre Namen enden auf -id und werden z. T. aus den lateinischen Elementnamen abgeleitet (Oxid-Ion, Sulfid-Ion). Nichtmetall-Ionen besitzen i.A. Edelgaskonfiguration. Für ihre Ladung gilt darum: Ionenladung = Gruppennummer minus acht (bei H minus zwei),
Salzbildung
Metalle reagieren mit Nichtmetallen zu Salzen. Die Metall-Atome geben ihr(e) Valenzelektron(en) an die Nichtmetall-Atome ab und werden dabei zu positiven Ionen (Kationen). Aus den Nichtmetall-Atomen entstehen durch die Elektronenaufnahme Ionen mit negativer Ladung (Anionen). Anionen und Kationen bilden ein Ionengitter
Salzformel
In der Formel eines Salzes steht das Symbol (bzw. die Formel) des Kations vor dem Symbol des Anions. Die Indices geben das Zahlenverhältnis der Ionen an, die Salzformel ist eine Verhältnisformel. Die Summe der Ladungen aller Ionen ist null.
Salzlösungen
Salzlösungen leiten den Strom, weil sie frei bewegbare Ionen enthalten. Wässrige Lösungen haben eine grössere Dichte, eine höhere Siede- und eine tiefere Erstarrungstemperatur als Wasser.
Salznamen
Der Name eines Salzes wird gebildet aus den Namen der Kationen und der Anionen (in dieser Reihenfolge). Bei den Salzen von Metallen, die Ionen mit unterschiedlichen Ladungen bilden, wird die Ladungszahl als römische Ziffer in Klammern, gefolgt von einem Bindestrich, in den Namen eingeschoben, z. B. Kupfer(I)-oxid (gesprochen: Kupfer-eins-oxid).
Verformbarkeit
Metalle sind im Gegensatz zu Salzen verformbar, weil sich ihre Gitterebenen leicht verschieben lassen, ohne dass sich die Bindungsverhältnisse verändern.
Verhältnisformel
Die Verhältnisformel gibt die Art und das Zahlenverhältnis der Teilchen an.
