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Alt 01.12.2009, 14:13   #1   Druckbare Version zeigen
chaoskiddie weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
Ionenbindungen -> Grundlagen

Hallo

Da in der letzten Chemiestunde nicht da war, fehlt mir nun leider der Stoff, der dran war. Aus der Klasse konnte mir keiner was genaueres sagen, weils kaum jemand versteht. "Aufgabe 60.3 im Buch, kann ich dir nicht erklären"...

Bisher haben wir uns mit Grundlagen wie Atombau, Schalen, Orbits und Elektronenpaarbindungen beschäftigt. Also rein theoretischer Kram. Letzte stunde gings wohl um Ionen und Ionenbindungen. Was ich hab rausfinden können ist, dass Ionen geladen sind weil sie Elektronen abgeben um die Außenschale voll zu kriegen.

Als Beispiel schien unser Lehrer NaCl genommen zu haben. Jedenfall ist das das Beispiel im Buch auf der entsprechenden Seite. Die "Aufgabe" (die eigentlich nur eine Erklärung unter einem Bild ist) lautet "Wird Natriumchlorid in Wasser gelöst, bewegen sich die Ionen frei und leiten den elektrischen Strom". Und nun fang ich einfach mal an rumzudenken: Ich hab gelesen, dass Salze im Ionengitter vorkommen. Warum sind sie im Gitter? Wenn sie sich in Wasser lösen heisst es, dass sich die Gitter auflösen und sie einzeln rumschwimmen? Warum leiten sie nur dann, wenn sie gelöst sind? Habe hier was von "Hydration" gelesen. Ich verstehe trotzdem nicht, was genau den Unterschied für die Leitfähigkeit macht. Wasser leitet auch. Damit wird es zusammenhängen. Was genau macht ein Atom leitfähig? Welche sind es, und welche nicht? Müssen sie dafür geladen (also Ionen?) sein? Und dann hab ich gelesen, dass nur Metall-Nichtmetall-Bindungen Ionenbindungen sein können (oder so in der Art, ich erinners nicht genau). Stimmt das so?
Über der Aufgabe ist ein Bild: Natrium und Chlor in Wasser, links und rechts Stäbe (plus und minus) die oben durch eine Batterie und eine Glühlampe verbunden sind (sieht aus wie so ein Elektrolyse-Ding). Darunter steht, dass die Na+ Atome zum Minuspol gehen und die Cl- Atome zum Pluspol (wie stelle ich Plus und Minus hoch?). Versteh ich auch. Aber mir fehlt die Info, wie da genau geleitet wird.

Ich hoffe, es ist nicht zu lang geworden. Ich möchte das so gerne verstehen weil es mich interessiert (und wegen der guten Note natürlich ), aber ich fürchte, mir fehlt Basiswissen dafür. Ich wäre sehr dankbar, wenn sich jemand mit meinen vielen Fragen auseinandersetzen würde


Liebe Grüße

chaos
chaoskiddie ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.12.2009, 14:23   #2   Druckbare Version zeigen
Irrlicht Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.220
AW: Ionenbindungen -> Grundlagen

Letzte stunde gings wohl um Ionen und Ionenbindungen. Was ich hab rausfinden können ist, dass Ionen geladen sind weil sie Elektronen abgeben um die Außenschale voll zu kriegen.

Abgeben oder aufnehmen!

Warum sind sie im Gitter?

So wird die Energie minimiert. Gleiche Ladungen stoßen sich ab, verschiedene ziehen sich an, es ordnet sich also schlussendlich zu + - + - + - ...

Wenn sie sich in Wasser lösen heisst es, dass sich die Gitter auflösen und sie einzeln rumschwimmen?

Ja, die Ionen sind nur von einigen Wassermolekülen umgeben, also solvatisiert.

Warum leiten sie nur dann, wenn sie gelöst sind?

Weil nur dann sich die Ionen, also die Ladungen, auch bewegen können.

Habe hier was von "Hydration" gelesen. Ich verstehe trotzdem nicht, was genau den Unterschied für die Leitfähigkeit macht. Wasser leitet auch.

Das tut es, weil Salz darin gelöst ist...

Was genau macht ein Atom leitfähig? Welche sind es, und welche nicht? Müssen sie dafür geladen (also Ionen?) sein?

Im Prinzip ja. Ein neutrales Teilchen kann keine Ladung transportieren. Ionen müssen aber auch beweglich sein oder zumindest die Ladung an das benachbarte Teilchen abgeben können.

Und dann hab ich gelesen, dass nur Metall-Nichtmetall-Bindungen Ionenbindungen sein können (oder so in der Art, ich erinners nicht genau). Stimmt das so?

Näherungsweise. Tatsächlich ist der Fall selten, wo eine Bindungsart ausschließlich zur Beschreibung der tatsächlichen Bindungsverhältnisse herangezogen wird.

Über der Aufgabe ist ein Bild: Natrium und Chlor in Wasser, links und rechts Stäbe (plus und minus) die oben durch eine Batterie und eine Glühlampe verbunden sind (sieht aus wie so ein Elektrolyse-Ding). Darunter steht, dass die Na+ Atome zum Minuspol gehen und die Cl- Atome zum Pluspol (wie stelle ich Plus und Minus hoch?). Versteh ich auch. Aber mir fehlt die Info, wie da genau geleitet wird.

Ich nehme an, das Bild soll zeigen: An den Elektroden geben die Cl--Ionen ihr Elektron ab und die Na+-Ionen nehmen es auf. Tatsächlich wird das aber so nicht passieren. Tatsächlich wird dann Wasser elektrolysiert.
__________________
"Die Aussage 'Kein Mensch wäre so dumm, so etwas zu tun' stimmt nicht. Irgend jemand wäre immer so dumm, etwas wirklich Dummes zu tun - nur um zu sehen, ob es möglich wäre. Wenn du in einer versteckten Höhle einen Schalter anbringst und ein Schild aufhängst 'ENDE-DER-WELT-SCHALTER. BITTE NICHT DRÜCKEN', hätte das Schild nicht einmal Zeit zu trocknen."
-- Terry Pratchett - "Thief Of Time"
Irrlicht ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2009, 11:16   #3   Druckbare Version zeigen
chaoskiddie weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
AW: Ionenbindungen -> Grundlagen

Hey,

vielen Dank für deine schnelle Antwort! Ich hatte gestern keine Zeit mehr zum Antworten.

Gleich vorweg: Ich weiß, dass ich mit meinen Warum-Fragen total nerven kann. Ich werd sie trotzdem stellen und hoffe, dass ihr nicht den letzten Nerv verliert


Zitat:
So wird die Energie minimiert.
Das verstehe ich nicht. Was wäre anders, wenn sie nicht im Gitter wären? Also, dass sie sich so anordnen, weils so halt am besten passt (abstoßen und anziehen), das kapiere ich. Aber welche Energie wird wie minimiert?

Zitat:
Ja, die Ionen sind nur von einigen Wassermolekülen umgeben, also solvatisiert.
Weiter unten schreibst du, dass Wasser elektrolysiert wird. Ich weiß darüber nicht bescheid, aber für mich klingt es so, dass Wasser, was ja normalerweise elektrisch neutral ist, dann geladen wird?! Das Bild bei der Wikipedia-Erklärung zu Solvation zeigt ja um das Na+-Atom ein Molekül mit geladenen Atomen. Wenn es so ist, warum wird es geladen? Also, was genau passiert bei einer Elektrolyse? Warum geben die dann plötzlich Elektronen ab?

Zitat:
Weil nur dann sich die Ionen, also die Ladungen, auch bewegen können.
Dass sich nur dann die Ionen bewegen können verstehe ich. Warum aber nur dann auch Strom geleitet werden kann, verstehe ich nicht. Allerdings habe ich keine Ahnung, wie Strom überhaupt geleitet wird. Ich weiß nur, dass es bei mir aus der Steckdose kommt. Mir fehlt eine bildliche Vorstellung. Vielleicht kann das ja jemand versuchen zu erklären?

Zitat:
Das tut es, weil Salz darin gelöst ist...
Heisst, dass reines H2O garnicht leitet? Ich dachte das wäre so. Es wird doch immer gesagt dass man sofort aus dem Wasser muss, wenn ein Gewitter kommt. Aber in nem See z.B. ist doch kein Salz?!

Zitat:
Ein neutrales Teilchen kann keine Ladung transportieren
Zitat:
...oder zumindest die Ladung an das benachbarte Teilchen abgeben können.
Das ist genau das, was ich mir weiter im Detail nicht vorstellen kann. Wie diese Ladung da durch die Atome fliesst. Warum müssen dafür die Atome beweglich sein? Kann man das noch detailierter beschreiben?

Zitat:
Ich nehme an, das Bild soll zeigen: An den Elektroden geben die Cl--Ionen ihr Elektron ab und die Na+-Ionen nehmen es auf. Tatsächlich wird das aber so nicht passieren. Tatsächlich wird dann Wasser elektrolysiert.
Das verstehe ich so weit. Aber hmm... Warum ist das so?! Hm.. Also, da schwimmt ein Na Atom zur Elektrode, da gibt es dann, aus welchem Grund auch immer (den ich gerne wüsste) ein Elektron ab. Das schwimmt dann zwischen den H2O-Molekülen und den Cl-Atomen. Das Cl-Atom findet das Elektron toll und packt es in seine äußerste Schale. <- Aber das kann ja so nicht sein, denn dann gibts ja keine Verbindung zwischen dem Na+ und dem Cl--Atom. Ausserdem schreibst du, dass eigentlich Wasser elektrolysiert wird. Also passiert eigentlich das, was ich dachte was mit den Na und Cl Atomen passiert, mit den H und O Atomen?! Ähhh... Hmm. Mir ist das hier gerad ziemlich unangenehm. Aber ähh... Ich will das, verdammt nochmal, verstehen!

Liebe Grüße

chaos
chaoskiddie ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.12.2009, 12:28   #4   Druckbare Version zeigen
Irrlicht Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.220
AW: Ionenbindungen -> Grundlagen

Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen

Das verstehe ich nicht. Was wäre anders, wenn sie nicht im Gitter wären? Also, dass sie sich so anordnen, weils so halt am besten passt (abstoßen und anziehen), das kapiere ich. Aber welche Energie wird wie minimiert?
Die potentielle. Wenn alle positiven und negativen Ladungen jeweils auf einem Haufen wären, würden sie sich anziehen wie Magnete. Und innerhalb des Haufens abstoßen. Sowas wäre einfach nicht stabil.

Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen

Weiter unten schreibst du, dass Wasser elektrolysiert wird. Ich weiß darüber nicht bescheid, aber für mich klingt es so, dass Wasser, was ja normalerweise elektrisch neutral ist, dann geladen wird?! Das Bild bei der Wikipedia-Erklärung zu Solvation zeigt ja um das Na+-Atom ein Molekül mit geladenen Atomen. Wenn es so ist, warum wird es geladen? Also, was genau passiert bei einer Elektrolyse? Warum geben die dann plötzlich Elektronen ab?
Sie geben Elektronen ab, weil bei einer Elektrolyse ein äußerer Zwang in Form einer Spannung und Stromstärke angelegt wird. Genauso wie sich ein Auto bewegt, wenn ich es nur fest genug anschiebe.
Wasser IST elektrisch neutral. Das Bild bei Wikipedia zeigt KEINE "Moleküle mit geladenen Atomen" (so etwas gibt es nicht, es gibt höchstens geladene Moleküle oder geladene einzelne Atome, und dann heißt es Ionen). Suche bei Wiki nach "Elektronegativität". Die vermeintlichen Ladungen sind Partialladungen aufgrund unterschiedlicher ->Elektronendichte.
Weiterhin wird bei der ->Elektrolyse Wasser nicht wirklich geladen, sondern gespalten. Auch hier Hilft Wiki weiter.

Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen

Dass sich nur dann die Ionen bewegen können verstehe ich. Warum aber nur dann auch Strom geleitet werden kann, verstehe ich nicht. Allerdings habe ich keine Ahnung, wie Strom überhaupt geleitet wird. Ich weiß nur, dass es bei mir aus der Steckdose kommt. Mir fehlt eine bildliche Vorstellung. Vielleicht kann das ja jemand versuchen zu erklären?
Strom ist Ladung. Die Ladung muss transportiert werden. Wenn du einen Eimer Wasser hinstellst (Ladung), bewegt sich der nicht. Erst wenn du ihn einem Menschen gibst (Atom, Molekül), der ihn irgendwo hinträgt, bewegt es sich.

Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen

Heisst, dass reines H2O garnicht leitet? Ich dachte das wäre so.
Es leitet mit einem Widerstand von ca. 18,2 Megaohm/cm aufgrund der ->Autoprotolyse.

Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen

Es wird doch immer gesagt dass man sofort aus dem Wasser muss, wenn ein Gewitter kommt. Aber in nem See z.B. ist doch kein Salz?!
Na dann guck mal was so alles im Bodensee z.B. gelöst ist: https://www.stadtwerke-reutlingen.de/fairenergie/01_privat/bw_trinkwasseranalyse.htm
Oder meinst du, die Fische leben auch von Wasser allein?


Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen

Das ist genau das, was ich mir weiter im Detail nicht vorstellen kann. Wie diese Ladung da durch die Atome fliesst. Warum müssen dafür die Atome beweglich sein? Kann man das noch detailierter beschreiben?
Entweder die Ionen müssen beweglich sein, oder die Atome das Elektron sehr leicht weitergeben können wie zum Beispiel bei einer ->metallischen Bindung in ->Metallen, vgl. z.B. auch ->Leitungsband.

Zitat:
Zitat von chaoskiddie Beitrag anzeigen
Das verstehe ich so weit. Aber hmm... Warum ist das so?! Hm.. Also, da schwimmt ein Na Atom zur Elektrode, da gibt es dann, aus welchem Grund auch immer (den ich gerne wüsste) ein Elektron ab. Das schwimmt dann zwischen den H2O-Molekülen und den Cl-Atomen. Das Cl-Atom findet das Elektron toll und packt es in seine äußerste Schale. <- Aber das kann ja so nicht sein, denn dann gibts ja keine Verbindung zwischen dem Na+ und dem Cl--Atom. Ausserdem schreibst du, dass eigentlich Wasser elektrolysiert wird. Also passiert eigentlich das, was ich dachte was mit den Na und Cl Atomen passiert, mit den H und O Atomen?! Ähhh... Hmm. Mir ist das hier gerad ziemlich unangenehm. Aber ähh... Ich will das, verdammt nochmal, verstehen!
Neinneinnein, im Wasser liegt NaCl schon solvatisiert und ionisch vor.
Du legst mit Hilfe einer Batterie oder eines Generators nun eine Spannung an, wenn wir uns positive und negative Ladungen beide als Teilchen vorstellen wollen, schickt die Batterie nun in je eine Richtung positive Ladungen (an die Anode) und negative Ladungen an die Kathode. Das Chlor Cl- würde nun zum Ladungsausgleich an der Anode das negative Elektron abgeben und auf der Gegenseite Na+ eins aufnehmen. Dann wäre der Kreis geschlossen. Die Elektronen sind nicht gelöst, sie fließen durch die Leitung! (Gelöste Elektronen gibt es nicht in Wasser, eher in Ammoniak.)
Jedenfalls passiert aber genau das nicht, weil die Energie, die dafür benötigt würde, zu groß ist. Viel einfacher lassen sich Wasserstoff und Sauerstoff des Wassers umsetzen (s. ->Elektrolyse). Ein Beispiel: Du (Batterie) schiebst mit je einer Hand einen Volvo-LKW (NaCl) und einen Renault Clio (Wasser) an. Während du den LKW keinen cm bewegst, rollt der Clio bald darauf los. Erst wenn kein Wasser mehr vorhanden wäre, würde sich bei höherer Spannung auch das NaCl spalten lassen in Na und Cl2. Innerhalb der Lösung bildet sich aber dann ein Ladungsungleichgewicht aus. Das mehrheitlich neutrale Wasser kann es nicht ausgleichen, es würde sich eine Hürde aufbauen. An der Anode gingen Anionen verloren und die Lösung wäre positiv, an der Kathode umgekehrt. Das würde zur Überwindung mehr Energie benötigen. Hier kommt das NaCl ins Spiel. Die Ionen des NaCl bilden den Ladungsausgleich, Na+ geht rüber zur Kathode und das Chlorid zur Anode, und die Neutralität über die Lösung ist so wiederhergestellt.
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"Die Aussage 'Kein Mensch wäre so dumm, so etwas zu tun' stimmt nicht. Irgend jemand wäre immer so dumm, etwas wirklich Dummes zu tun - nur um zu sehen, ob es möglich wäre. Wenn du in einer versteckten Höhle einen Schalter anbringst und ein Schild aufhängst 'ENDE-DER-WELT-SCHALTER. BITTE NICHT DRÜCKEN', hätte das Schild nicht einmal Zeit zu trocknen."
-- Terry Pratchett - "Thief Of Time"
Irrlicht ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.12.2009, 13:06   #5   Druckbare Version zeigen
chaoskiddie weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 3
AW: Ionenbindungen -> Grundlagen

Nochmal vielen Dank für deine schnelle und ausführliche Antwort! Ich hab nicht alles verstanden, aber genug Jedenfalls viel mehr, als die in der Stunde davor durchgenommen hatten.

Liebe Grüße!
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