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Die Ionenbindung

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

Zwei Fliegen mit einer Klappe

Chlor-Atome haben genau ein Elektron zu wenig in ihrer Außenhülle, sie sind also Elektronen-Akzeptoren, d.h. sie nehmen bereitwillig ein zusätzliches Elektron auf.

Natrium-Atome haben genau ein Elektron zu viel in ihrer Außenhülle, sie sind also Elektronen-Donatoren, d.h. sie geben bereitwillig ein Elektron ab.

Wenn nun Natrium mit Chlor zusammenkommt, setzt eine heftige exotherme chemische Reaktion ein; es entsteht Natriumchlorid (NaCl, Kochsalz):

2 Na + Cl2 ---> 2 NaCl

Da gasförmiges Chlor stets in Form zweiatomiger Moleküle vorkommt, reagieren immer zwei Natrium-Atome mit einem Chlor-Molekül zu zwei NaCl-Einheiten.

Der Elektronen-Donator Natrium gibt sein überschüssiges Elektron an den Elektronen-Akzeptor Chlor ab:

Elektronenübertragung von Natrium auf Chlor

Dabei entstehen positiv geladene Natrium-Ionen Na+ sowie negativ geladene Chlorid-Ionen Cl-. Es werden sozusagen zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen: Natrium kommt in den Genuss des Edelgaszustandes von Neon, und Chlor erlangt den Edelgaszustand von Argon.

Die Abgabe von Elektronen wird übrigens als Oxidation bezeichnet, und die Aufnahme von Elektronen entsprechend als Reduktion.

Ionenkristalle

Was geschieht als nächstes? Wenn man Natrium und Chlor miteinander reagieren läßt, haben wir es nicht nur mit je einem Atom zu tun, sondern mit vielen Billiarden von Atomen. In einer sehr heftigen Reaktion entstehen dann auch viele Billiarden von positiven und negativen Ionen, die sich aufgrund ihrer entgegengesetzten elektrischen Ladungen gegenseitig anziehen.

Ein NaCl-Kristall (zweidimensional, vereinfacht)

Hier sieht man einen - stark vereinfachten - Ausschnitt aus einen NaCl-Kristall. Jedes Natrium-Ion zieht die benachbarten Chlorid-Ionen an, und jedes Chlorid-Ion zieht die benachbarten Natrium-Ionen an.

Die Abbildung ist stark vereinfacht, vor allem fehlt hier die dritte Dimension. Das Bild zeigt quasi nur eine "Schicht" des Kristalls. Rechnet man die dritte Dimension hinzu, so kommt man auf sechs Chlorid-Nachbarn für jedes Natrium-Ion und auf sechs Natrium-Nachbarn für jedes Chlorid-Ion.

Die Ionenbindung

Bei der Ionenbindung gibt ein Elektronen-Donator (i.d.R. ein Metall-Atom) seine überschüssigen Außenelektronen an einen Elektronen-Akzeptor (i.d.R. ein Nichtmetall-Atom) ab. Beide Atome erlangen dadurch die gleiche Elektronenkonfiguration wie das nächst gelegene Edelgas.

Bei einer chemischen Reaktion zwischen einem Metall und einem Nichtmetall bilden sich viele solcher Ionen, die sich gegenseitig anziehen und dann einen Ionenkristall mit regelmäßiger Anordnung der positiven und negativen Ionen bilden.

Im Kochsalz-Kristall wird jedes Natrium-Ion von sechs Chlorid-Ionen angezogen und jedes Chlorid-Ion von sechs Natrium-Ionen.

 

Auf dieser Seite wird erklärt, wie sich aus den Elementen Natrium und Chlor das Salz Natriumchlorid bildet. Die Elektronenübertragung vom Elektronendonator Natrium auf den Elektronenakzeptor Chlor steht dabei im Vordergrund. Der Begriff der Ionenbindung wird eingeführt.

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