Allgemeine Chemie
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Alt 12.12.2007, 20:01   #1   Druckbare Version zeigen
Guesswho  
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Ionengitter & Koordinationszahl

Hi,
Also wir nehmen in der Schule zurzeit Salze durch und sind da bei Ionengittern. Dabei arbeiten wir mit der Koordinationszahl. Was diese ist, das ist mir klar, aber nun meine Frage: Wir haben folgende Salze behandelt: Natriumchlorid, Zinksulfid, Cäsiumchlorid und der Problemfall für mich Calciumfluorid. Dabei sind wir bei NaCl, ZnS, und CsCl auf ein gekürztes Zahlenverhältnis von 1:1 gekommen, bei CaF2 auf 2:1, nun aber meine konkrete Frage: Warum ist es bei jenen Salzen 1:1, bei diesem jedoch 2:1.

Zunächst hab ich es auf eigene Faust versucht: Ausgansgedanke: Kleinere Kationen umgeben sich mit weniger Anionen, dann der weitere Gedanke, Atomradius nimmt innerhalb einer Hauptgruppe von oben nach unten zu, innerhalb einer Periode von links nach rechts ab. Also ging ich davon aus, dass das Anion Calcium immernoch einen größeren Atomradius als das Fluor Kation hat -> dichteste Kugelpackung, das kleinere Kation umgibt sich mit weniger Anionen, umgekehrt das größere Anion umgibt sich mit mehreren Kationen. Das würde bei Calciumfluorid auch sinn machen, wenn ich aber den Gedanken auf NaCl, ZnS oder CsCl übertrage, macht es überhaupt keinen Sinn mehr: Natrium hat nach Abgabe des Elektrons immernoch einen größeren Radius als das Chlorion, wenn ich das wieder anwende, wie oben, müsste sich ein Natriumion mit mehr Chlorionen umgeben, umgekehrt ein Chlorion mit weniger Natriumionen.


Irgendwie glaube ich, völlig falsch zu denken, und hoffe,jemand kann mir erklären, warum sich das Koordinationszahlenverhältnis bei NaCl und CaF2 unterscheidet.
Hoffentlich kann mir jemand helfen... Danke im vorraus...

Geändert von Guesswho (12.12.2007 um 20:27 Uhr)
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Alt 12.12.2007, 20:07   #2   Druckbare Version zeigen
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AW: Ionengitter & Koordinationszahl

Na ja, da hast du dir ja wirklich ne Menge Gedanken gemacht. Aber so "kompliziert" musst du hier gar nicht denken. Wie ist denn ein Calciumion geladen und wie ein Fluoridion?
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Alt 12.12.2007, 20:08   #3   Druckbare Version zeigen
Guesswho  
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Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Ionengitter & Koordinationszahl

Also ich denke, das Calciumion ist positiv und das Fluorion negativ geladen.
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Alt 12.12.2007, 20:13   #4   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Ionengitter & Koordinationszahl

Zitat:
Zitat von Guesswho Beitrag anzeigen
Also ich denke, das Calciumion ist positiv und das Fluorion negativ geladen.
Ja genau, aber wieviele Elektronen gibt das Calcium ab um eine stabile Edelgaskonfiguration (diejenige von Ar) zu erreichen? Und wieviele Elektronen nimmt Fluor auf um eine Edelgaskonfiguration (die von Ne) zu erreichen?
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Alt 12.12.2007, 20:14   #5   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
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Beiträge: 23.862
AW: Ionengitter & Koordinationszahl

Calcium ist zweifach positiv geladen und Fluorid einfach negativ : Ca2+ und F-. So kommt das Zahlenverhältnis von 1:2 zustande (aus Gründen der Elektroneutralität des gesamten Gitters).

lg
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"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
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Alt 12.12.2007, 20:19   #6   Druckbare Version zeigen
Guesswho  
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Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Ionengitter & Koordinationszahl

Gut, wie schon gesagt, Fluor ist einfach negativ geladen und Calcium doppelt positiv, nur verstehe ich dadurch noch nicht so ganz, ob es jetzt von der Elektroneutralität abhängt, vom Radius(dichteste Kugelpackung), oder ob die Radien der neuen Ionen genau so sind, dass sie sowohl elektroneutral sind, als auch die dichteste Kugepackung haben... Mag sein, dass ich das ein bisschen platt trete für das 1. Jahr Chemie an der 11. KLasse eines humanistischen Gymnasiums, nur leider wird uns das weder von der Lehrerin ausreichend erklärt, noch wird es überhaupt im Buch angeführt...

Edit: Hauptsächlich bin ich wsh. durch die Radien verwirrt, da ich ja bei meinem Gedanken oben von den Radien und nicht von den Ladungen ausgehe. Vielleicht kann ich einfach nicht das Periodensystem, die Radien des neutralen Atoms und die Radien der Ionen miteinander kombinieren... Weil aus Gründen der Elektroneutralität könnte ja das Koordinationszahlenverhältnis auch einfach 4:2 sein, oder 8:4 (Ist es ja auch)...

Edit 2: Hab nochmal darüber nachgedacht und bin zu dem Entschluss gekommen, dass ich den Radius des Atoms erstmal vergessen sollte, allein die Ladungen reichen für mich aus, um es einigermaßen zu verstehen... Das mit radien würde zu kompliziert werden, da ja schließlich auch ein Na+ Ion kleiner ist als ein Cl- Ion, obwohl es sich bei den Atomen andersrum verhält... Danke für alles ^^

Geändert von Guesswho (12.12.2007 um 20:43 Uhr)
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Alt 12.12.2007, 20:54   #7   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Ionengitter & Koordinationszahl

Es gibt eine Reihe von Regeln, die es einem erlauben, die Koordinationszahl vorherzusagen, wenn man das Radienverhälntis der Ionen kennt - ist klassischer Schulstoff; beruht auf einfachen geometrischen Betrachtungen. Leider beschränkt sich der Geltungsbereich dieser einfachen Regeln nur auf 1:1 Verbindungen wie NaCl oder ZnS. Mir ist nicht bekannt, dass man, ausgehend von der Stöchiometrie einer komplizierteren Verbindung und den Radien, etwas anderes als die Struktur erraten könnte...

lg
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