Einführung in die Chemie

Begriffe

• Valenzelektronendie Elektronen eines Atoms, die an der Bildung chemischer Bindungen mit anderen Atomen beteiligt sein können. Sie sind die am weitesten vom Kern entfernten Elektronen.
• Oktettregelein Atom ist am stabilsten, wenn sich acht Elektronen in seiner Valenzhülle befinden.

Bildung eines Ions

Ionische Bindungen sind eine Klasse chemischer Bindungen, die aus dem Austausch eines oder mehrerer Valenzelektronen von einem Atom, typischerweise einem Metall, zu einem anderen, typischerweise einem Nichtmetall, resultieren. Dieser Elektronenaustausch führt zu einer elektrostatischen Anziehung zwischen den beiden Atomen, die als Ionenbindung bezeichnet wird. Ein Atom, das ein oder mehrere Valenzelektronen verliert, um ein positiv geladenes Ion zu werden, wird als Kation bezeichnet, während ein Atom, das Elektronen gewinnt und negativ geladen wird, als Anion bezeichnet wird.Dieser Austausch von Valenzelektronen ermöglicht es Ionen, Elektronenkonfigurationen zu erreichen, die denen der Edelgase entsprechen und die Oktettregel erfüllen. Die Oktettregel besagt, dass ein Atom am stabilsten ist, wenn sich acht Elektronen in seiner Valenzhülle befinden. Atome mit weniger als acht Elektronen neigen dazu, die Duettregel zu erfüllen, mit zwei Elektronen in ihrer Valenzschale. Durch die Erfüllung der Duettregel oder der Oktettregel sind Ionen stabiler.

Ein Kation wird durch eine positive hochgestellte Ladung (+ etwas) rechts vom Atom angezeigt. Ein Anion wird durch eine negative hochgestellte Ladung (- etwas) rechts vom Atom angezeigt. Wenn beispielsweise ein Natriumatom ein Elektron verliert, hat es ein Proton mehr als ein Elektron, was ihm eine Gesamtladung von +1 verleiht. Das chemische Symbol für das Natriumion ist Na+1 oder einfach Na+. Ähnlich, wenn ein Chloratom ein zusätzliches Elektron gewinnt, es wird das Chloridion, Cl–. Beide Ionen bilden sich, weil das Ion aufgrund der Oktettregel stabiler ist als das Atom.

Bildung einer Ionenbindung

Sobald sich die entgegengesetzt geladenen Ionen bilden, werden sie von ihren positiven und negativen Ladungen angezogen und bilden eine ionische Verbindung. Ionische Bindungen werden auch gebildet, wenn zwischen zwei Atomen ein großer Elektronegativitätsunterschied besteht. Dieser Unterschied verursacht eine ungleiche Aufteilung der Elektronen, so dass ein Atom vollständig ein oder mehrere Elektronen verliert und das andere Atom ein oder mehrere Elektronen gewinnt, wie bei der Schaffung einer Ionenbindung zwischen einem Metallatom (Natrium) und einem Nichtmetall (Fluor).

Bestimmung der Formel einer ionischen Verbindung

Um die chemischen Formeln ionischer Verbindungen zu bestimmen, müssen die folgenden zwei Bedingungen erfüllt sein:

1. Jedes Ion muss der Oktettregel für maximale Stabilität folgen.
2. Ionen verbinden sich so, dass die gesamte ionische Verbindung neutral ist. Mit anderen Worten, die Ladungen der Ionen müssen sich ausgleichen.

Magnesium und Fluor verbinden sich zu einer ionischen Verbindung. Was ist die Formel für die Verbindung?Mg bildet am häufigsten ein 2+-Ion. Dies liegt daran, dass Mg zwei Valenzelektronen hat und diese beiden Ionen loswerden möchte, um der Oktettregel zu gehorchen. Fluor hat sieben Valenzelektronen und bildet normalerweise das F – Ion, weil es ein Elektron gewinnt, um die Oktettregel zu erfüllen. Wenn sich Mg2 + und F – zu einer ionischen Verbindung verbinden, müssen sich ihre Ladungen aufheben. Daher benötigt ein Mg2 + zwei F – Ionen, um die Ladung zu neutralisieren. Das 2+ des Mg wird durch zwei -1 geladene Ionen ausgeglichen. Daher lautet die Formel der Verbindung MgF2. Der Index zwei zeigt an, dass es zwei Fluore gibt, die ionisch an Magnesium gebunden sind.

Auf der makroskopischen Skala bilden ionische Verbindungen kristalline Gitterstrukturen, die sich durch hohe Schmelz- und Siedepunkte und eine gute elektrische Leitfähigkeit auszeichnen, wenn sie geschmolzen oder solubilisiert werden.

Beispiel

Magnesium und Fluor verbinden sich zu einer ionischen Verbindung. Was ist die Formel für die Verbindung?Mg bildet am häufigsten ein 2+-Ion. Dies liegt daran, dass Mg zwei Valenzelektronen hat und diese beiden Ionen loswerden möchte, um der Oktettregel zu gehorchen. Fluor hat sieben Valenzelektronen und bildet als solches normalerweise das F-Ion, weil es ein Elektron gewinnt, um die Oktettregel zu erfüllen. Wenn sich Mg2 + und F– zu einer ionischen Verbindung verbinden, müssen sich ihre Ladungen aufheben. Daher benötigt ein Mg2 + zwei F-Ionen zum Ausgleich. Das 2+ des Mg wird durch zwei -1 geladene Ionen ausgeglichen. Daher lautet die Formel der Verbindung MgF2. Der Index zwei zeigt an, dass es zwei Fluore gibt, die ionisch an Magnesium gebunden sind.