Allgemeine Chemie
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Alt 06.04.2009, 08:58   #1   Druckbare Version zeigen
Alireza Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
Warum sind Metalle kationen?

Hallo Leute!

Ich stell mir abundzumal die Frage, warum Metalle kationen sind. Dabei haben sie doch freibewegliche Elektronen. Ich habe folgende Vermutung: die Elektronen sind deshalb freibeweglich, weil anscheinend, nicht viele von den Elektronen vorhanden sind, also haben die freien Elektronen "Platz" sich hin und her zu bewegen,demnach müssten Metalle Kationen sein, weil es dann mehr Protonen als Elektronen geben würde. Aber im Periodensystem, haben Metalle die gleiche Anzahl an Protonen, Neutronen und Elektronen, was natürlich meine Theorie widerlegt.
Alireza ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 09:04   #2   Druckbare Version zeigen
Tobee Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.500
Blog-Einträge: 4
AW: Warum sind Metalle kationen?

Hallo!


UTFSE

http://de.wikipedia.org/wiki/Metalle#Allgemeines

Zitat:
...
Metallatome sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:

Die Zahl der Elektronen in der äußeren Schale ist gering und kleiner als die Koordinationszahl
Die (zur Abspaltung dieser Außenelektronen nötige) Ionisierungsenergie ist klein (< etwa 10 eV)
Daraus resultiert, dass Metallatome sich untereinander nicht wie viele Nichtmetalle über Atombindungen zu Molekülen oder Gittern verbinden können. Allenfalls in Metalldämpfen kommen solche Atombindungen vor, z. B. besteht Natriumdampf zu etwa 1 % aus Na2-Molekülen.

Metalle ordnen sich vielmehr zu einem Metallgitter aus positiv geladenen Atomrümpfen, während die Valenzelektronen über das ganze Gitter verteilt sind. Keines dieser Elektronen gehört mehr zu einem bestimmten Kern, diese Elektronen sind frei beweglich, also nicht an bestimmte Energieniveaus (Orbitale) gebunden, sie befinden sich im „Leitungsband“ und bilden ein „Elektronengas“. Eine exaktere Betrachtung unter Berücksichtigung des Orbitalmodells liefert das Bändermodell.
...
Grüße Tobi
Tobee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 09:14   #3   Druckbare Version zeigen
Alireza Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Warum sind Metalle kationen?

Also sind Metalle deshalb Kationen, weil die Elektronen nicht mehr zu ihnen gehören. Aber meine Vermutung, war glaube ich nicht völlig falsh oder?

Ich werde mich noch mit der Orbitaltheorie beschäftigen.
Alireza ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 09:30   #4   Druckbare Version zeigen
laborleiter Männlich
Moderator
Beiträge: 6.322
Blog-Einträge: 11
AW: Warum sind Metalle kationen?

metalle SIND KEINE kationen, können aber leicht welche bilden.
__________________
Der frühe Vogel fängt den Wurm, aber erst die zweite Maus bekommt den Käse!
I won't sleep in the same bed with a woman who thinks I'm lazy! I'm going right downstairs, unfold the couch, unroll the sleeping ba- uh, goodnidght. - Homer J. Simpson
laborleiter ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 09:45   #5   Druckbare Version zeigen
Bitti Männlich
Mitglied
Beiträge: 881
AW: Warum sind Metalle kationen?

und ganz ehrlich: wenn du schon das nich verstanden hattest vor diesem Thread dann würde ich dir davon abraten dich (jetzt schon) mit der Orbitaltheorie zu beschäftigen.

Der größte Teil aus meiner Kursstufe hatte zumindest das verstanden aber dann bei der Orbitaltheorie probleme bekommen. Einige haben ganz kapituliert (zumindest hatte ich das Gefühl)...

Ich bin zwar kein Fachmann und auch kein Lehrer also wenn du unbedingt möchtest nur zu

Gruß Daniel
Bitti ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 22:03   #6   Druckbare Version zeigen
Robin235 Männlich
Mitglied
Beiträge: 686
AW: Warum sind Metalle kationen?

Ums nochmal zu ERKLÄREN, hier ein Beispiel:

Natrium ist ein Metall, dass 11 Protonen im Kern hat und die Elektronenkonfiguration:

1s22s22p63s1

Also ein "Außenelektron" im 3s-Orbital

Wenn es dieses Elektron abgibt, dann ist es ein Ion, nämlich ein Kation, weil es dadurch positiv geladen ist (mehr Protonen als Elektronen).

Durch die Abgabe des 3s Elektrons hat es nunmehr die Edelgaskonfiguration von Neon 1s22s22p6.

Jetzt könnte man sich fragen warum es nicht einfach 7 Elektronen aufnimmt, dann hätte es auch ne Edelgaskonfiguration, die des Argons:

1s22s22p63s23p6 (und wäre damit ein Anion)

Nur wie du vielleicht schon siehst braucht das viel mehr Energie, denn es müssen drei 3p Orbitale voll besetzt werden (und das 3s-Orbital natürlich noch).

Metalle bilden also aus energetischen Gründen Kationen.


Zitat:
und ganz ehrlich: wenn du schon das nich verstanden hattest vor diesem Thread dann würde ich dir davon abraten dich (jetzt schon) mit der Orbitaltheorie zu beschäftigen.

Der größte Teil aus meiner Kursstufe hatte zumindest das verstanden aber dann bei der Orbitaltheorie probleme bekommen. Einige haben ganz kapituliert (zumindest hatte ich das Gefühl)...

Ich bin zwar kein Fachmann und auch kein Lehrer also wenn du unbedingt möchtest nur zu
Also ich habe mit 15 damit angefangen und mir hats nicht geschadet. Man sollte es nur fundiert machen. Wikipedia ist für Schüler keine gute Basis^^
Robin235 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 22:31   #7   Druckbare Version zeigen
Alireza Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 38
AW: Warum sind Metalle kationen?

Zitat:
Zitat von Bitti Beitrag anzeigen
und ganz ehrlich: wenn du schon das nich verstanden hattest vor diesem Thread dann würde ich dir davon abraten dich (jetzt schon) mit der Orbitaltheorie zu beschäftigen.
Genau deshalb, weil ich das nicht so gut verstanden habe, möchte ich mich mit dem Thema beschäftigen.
Alireza ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 06.04.2009, 22:36   #8   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 995
AW: Warum sind Metalle kationen?

Ein Blick in das Bändermodell kann auch nicht schaden.
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Der Beginn aller Wissenschaften ist das Staunen, dass die Dinge so sind, wie sie sind. Aristoteles
DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 22:42   #9   Druckbare Version zeigen
rainbowcolorant Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.691
Blog-Einträge: 7
AW: Warum sind Metalle kationen?

Bei der Gelegenheit (ich weiß, ich störe immer) wäre ich gerne einmal meine lange mit mir herumgetragene Frage losgeworden, nämlich, warum man im KMnO4 das Mangan zum Anion zählt und nicht das Ganze als Oxid, basierend auf

Mn2O7 + K2O --> 2 KMnO4

betrachtet, also mit Kalium und Mangan als Kationen, die vier O2--Ionen gegenüberstehen. Ist das nur eine philosophische Frage, oder kann man objektiv feststellen, dass das Mn stärker an die 4 O-Atome gebunden ist als das K? Soviel ich weiß, kann man das Dimanganheptoxid doch auch (mit Schwefelsäure etwa [und viel Vorsicht!]) aus dem Permanganat als grünes Öl freisetzen.
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rainbowcolorant ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.04.2009, 23:02   #10   Druckbare Version zeigen
DaTei Männlich
Mitglied
Beiträge: 995
AW: Warum sind Metalle kationen?

Zitat:
Zitat von rainbowcolorant Beitrag anzeigen
Bei der Gelegenheit (ich weiß, ich störe immer) wäre ich gerne einmal meine lange mit mir herumgetragene Frage losgeworden, nämlich, warum man im KMnO4 das Mangan zum Anion zählt und nicht das Ganze als Oxid, basierend auf

Mn2O7 + K2O --> 2 KMnO4

betrachtet, also mit Kalium und Mangan als Kationen, die vier O2--Ionen gegenüberstehen. Ist das nur eine philosophische Frage, oder kann man objektiv feststellen, dass das Mn stärker an die 4 O-Atome gebunden ist als das K? Soviel ich weiß, kann man das Dimanganheptoxid doch auch (mit Schwefelsäure etwa [und viel Vorsicht!]) aus dem Permanganat als grünes Öl freisetzen.
Das kann man auch begründen. Beim Permanganat-Anion handelt es sich um ein Charg-Transfer-Komplex. Das Kaliumion ist nur über elektrostatische Wechselwirkung am Komplexion gebunden. Kaliumpermanganat ist also kein Doppelsalz.
__________________
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DaTei ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 07:45   #11   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: Warum sind Metalle kationen?

Es gibt etliche Metalle, die keine Kationen im obigen Sinn bilden, wie z. B. Wolfram oder Rhenium.

Gruß,
Franz
__________________
Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
Lehre ihn das Fischen, und Du ernährst ihn für sein ganzes Leben.

Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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FK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 07:54   #12   Druckbare Version zeigen
juergen64  
Mitglied
Beiträge: 657
AW: Warum sind Metalle kationen?

Hallo,

Zitat:
Zitat von rainbowcolorant Beitrag anzeigen
Bei der Gelegenheit (ich weiß, ich störe immer) wäre ich gerne einmal meine lange mit mir herumgetragene Frage losgeworden, nämlich, warum man im KMnO4 das Mangan zum Anion zählt und nicht das Ganze als Oxid, basierend auf

Mn2O7 + K2O --> 2 KMnO4

betrachtet, also mit Kalium und Mangan als Kationen, die vier O2--Ionen gegenüberstehen. Ist das nur eine philosophische Frage, oder kann man objektiv feststellen, dass das Mn stärker an die 4 O-Atome gebunden ist als das K?
Ja, kann man, z.B. durch Röntgenstrukturanalyse oder auch dadurch, daß Kaliumpermanganat in Wasser in Kalium- und Permanganat-Ionen, und nicht z.B. in Kalium-, Mangan- und Oxid- (bzw. Hydroxid-) Ionen dissoziiert. In den hohen Oxidationsstufen der Übergangsmetalle wird eine Hauptgruppen/Nebengruppen-Analogie deutlich: Permanganat verhält sich ähnlich wie Perchlorat, analog Chromat wie Sulfat etc.

Zitat:
Zitat von rainbowcolorant Beitrag anzeigen
Soviel ich weiß, kann man das Dimanganheptoxid doch auch (mit Schwefelsäure etwa [und viel Vorsicht!]) aus dem Permanganat als grünes Öl freisetzen.
Ja. "Grün" sieht es allerdings nur in der Aufsicht aus; in der Durchsicht ist es dunkelrot. Ganz analog gelingt übrigens auch die Darstellung von Dichlorheptoxid aus Perchlorat und Schwefelsäure (auch das erfordert größte Vorsicht).

Gruß,
Jürgen
juergen64 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.04.2009, 10:45   #13   Druckbare Version zeigen
rainbowcolorant Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.691
Blog-Einträge: 7
AW: Warum sind Metalle kationen?

@DaTei & juergen64: Ganz super und extrem verständlich erklärt. Vielen Dank (Auch für die Hinweise zu den Heptoxiden)! Euer rbc.
__________________
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rainbowcolorant ist offline   Mit Zitat antworten
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