Chemie > Stufe 8/9 > Ionenbindung

Wie aus einem Atom ein Edelgas werden kann

Einleitung - Edelgase - Ionenbindung - NaCl-Bildung - Schmelzpunkte - Kristallstrukturen

Edelgase

Nach der Oktettregel "wollen" alle Atome eine voll besetzte Außenschale haben. Dies ist der Grund dafür, dass sie chemische Reaktionen eingehen. Die Edelgase wie Helium, Neon oder Argon haben bereits voll besetzte Außenschalen. Dies ist der Grund dafür, dass Edelgase keine chemischen Reaktionen eingehen. Andere Elemente wie Natrium oder Chlor haben Atome, deren Außenschalen nicht voll besetzt sind. Durch Abgabe von überschüssigen Elektronen oder durch Aufnahme von fehlenden Elektronen können diese Atome aber ebenfalls eine Edelgaskonfiguration, also eine voll besetzte Außenschale, erlangen.

Chlor-Atome

Betrachten wir nun ein Chlor-Atom. Nach dem Kugelwolkenmodell besteht die Außenschale des Chlor-Atoms aus vier Kugelwolken, von denen drei mit je zwei Elektronen besetzt sind. Eine Kugelwolke ist mit nur einem Elektron besetzt.

Was muss das Chlor-Atom tun, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erlangen?

Da Chlor bereits sieben Elektronen in seinen vier Kugelwolken besitzt, muss nur noch ein einziges Elektron aufgenommen werden. Eine der vier Kugelwolken (im folgenden Bild rot markiert) ist mit nur einem Elektron besetzt; in diese Kugelwolke "passt" noch ein zweites Elektron hinein:

Ein Cl-Atom nimmt ein Elektron auf und wird zu einem Chlorid-Ion

Es entsteht ein Chlorid-Ion Cl-. Dieses Chlorid-Ion hat dann die gleiche Elektronenzahl und -anordnung wie das Argon-Atom. Im Innern, also im Atomkern, ist das Chlorid-Ion allerdings immer noch Chlor. Es hat 17 Protonen und 18 bis 19 Neutronen.

Bleibt ein Problem :

Woher bekommt das Chlor-Atom das fehlende Elektron?

Ein Atom wie Chlor kann nur dann ein Elektron aufnehmen, wenn irgend ein Elektronen-Donator (Spender) in der Nähe ist, der ein Elektron abgibt. Solche Elektronen-Donatoren sind normalerweise Atome, die in ihrer Außenschale Elektronen zu viel haben und diese "gerne" abgeben möchten, um in den Genuss einer Edelgaskonfiguration zu kommen.

Natrium-Atome

Natrium-Atome haben nur ein einziges Elektron auf der Außenschale. Nach dem Kugelwolkenmodell besitzt ein Na-Atom vier Kugelwolken, von denen drei leer sind. Die vierte Kugelwolke ist mit einem Elektron besetzt.

Man könnte nun darüber diskutieren, ob die drei leeren Kugelwolken überhaupt existieren. In manchen Büchern und Filmen wird das Natrium-Atom mit nur einer einzigen Kugelwolke gezeigt. Ich persönlich finde aber, dass das erstens nicht so schön aussieht, und dass zweitens die Schüler das Ganze besser verstehen, wenn ein Atom stets vier Kugelwolken besitzt, die leer, einfach oder doppelt besetzt sein können.

Natürlich könnte ein Natrium-Atom nun sieben Elektronen aufnehmen, um die "edle" Argon-Konfiguration zu erlangen. Aber es geht noch einfacher:

Ein Natrium-Atom gibt ein Elektron ab

Wenn ein Na-Atom das einzige Außenelektron abgibt, "verschwindet" die äußere M-Schale, und die darunter liegende L-Schale (rot markiert) wird plötzlich zur Außenschale. Und diese L-Schale ist mit acht Elektronen besetzt, die zu Außenelektronen werden, wenn die M-Schale verschwunden ist. Das positiv geladene Natrium-Ion hat jetzt die Elektronenkonfiguration des Neons.

Hier haben wir also unseren Elektronen-Donator, der bereitwillig ein Elektron abgibt. Wenn wir also Natrium-Atome in die Nähe von Chlor-Atomen bringen, müsste eigentlich etwas Interessantes passieren. Dazu mehr auf der nächsten Seite.

Auf dieser Seite wird erklärt, wie aus einem Atom ein Edelgas werden kann, nämlich einerseits durch Abgabe von Außenelektronen, andererseits durch Aufnahme von fehlenden Elektronen.

Interne Links: