Ionenbindung I Chemische Bindungen I musstewissen Chemie
Summary
TLDRDieses Video erklärt chemische Bindungen, insbesondere Ionenbindungen, anhand von Atomen, die durch Ladungswechsel zu Kationen und Anionen werden. Es zeigt, wie diese Ionen aufgrund elektrostatischer Anziehung eine Verbindung bilden, die als Salz bekannt ist. Durch das Beispiel von Natriumchlorid und Aluminiumchlorid wird verdeutlicht, wie Elemente durch das Verlust- oder Gewinnen von Elektronen die Oktettregel erfüllen und wie diese Bindungen in Kristallgittern resultieren, die für die charakteristischen Eigenschaften von Salzen wie hohe Schmelztemperaturen und Leitfähigkeit verantwortlich sind.
Takeaways
- 🔬 Chemische Bindungen werden mit Beziehungen verglichen, wobei Atomen durch das Geben und Nehmen von Elektronen oder das Teilen ihrer Elektronen eine Verbindung eingehen.
- 🍎 Alles im Universum, einschließlich Apfel, besteht aus Atomen, die durch chemische Bindungen verbunden sind.
- 🔗 Es gibt drei Arten von chemischen Bindungen: Ionenbindungen, Atombindungen und Metallbindungen. Das Video konzentriert sich auf Ionenbindungen.
- 💠 Ionen sind geladene Partikel, die entstehen, wenn Atome Elektronen abgeben (Kationen) oder aufnehmen (Anionen).
- ⚛️ Ionenbindungen entstehen durch die elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen (Kationen und Anionen).
- 🧲 Die Oktettregel besagt, dass Elemente der Hauptgruppen eine ähnliche Elektronenkonfiguration wie Edelgase anstreben, meist mit acht Außenelektronen.
- 🔄 Natriumchlorid (Kochsalz) ist ein Beispiel für eine Ionenbindung, bei der Natrium ein Elektron abgibt und Chlor ein Elektron aufnimmt, um beide die Oktettregel zu erfüllen.
- 🌐 Aluminiumchlorid (AlCl3) ist ein weiterer Beispiel einer Ionenbindung, bei dem ein Aluminiumion drei Elektronen abgibt und drei Chloratome diese aufnehmen.
- 💎 Ionenverbindungen bilden Kristallgitter, in denen Ionen durch elektrostatische Anziehung dreidimensional angeordnet sind.
- 🔥 Salze haben hohe Schmelztemperaturen, sind spröde und leiten elektrischen Strom, geschmolzen oder in wässriger Lösung.
- 🧴 Aluminiumchlorid wird in Deos verwendet, um Proteine auszufällen und Schweißpores zu verstopfen, was die Schweißabgabe verhindert.
Q & A
Was sind chemische Bindungen?
-Chemische Bindungen sind die Wechselbeziehungen zwischen Atomen, wobei es zu einem Austausch von Ladungen kommt, ähnlich wie in Beziehungen, wo man gibt und nimmt oder teilt.
Was sind die drei Arten von chemischen Bindungen?
-Die drei Arten von chemischen Bindungen sind Ionenbindungen, Atombindungen und Metallbindungen.
Was ist eine Ionenbindung?
-Eine Ionenbindung entsteht durch die elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen, wie Kationen und Anionen.
Wie entstehen Ionen?
-Ionen entstehen, wenn Atome Elektronen abgeben oder aufnehmen, wodurch sie entweder positiv (Kationen) oder negativ (Anionen) geladen werden.
Was ist die Oktettregel und wie spielt sie bei Ionenbindungen eine Rolle?
-Die Oktettregel besagt, dass Elemente der Hauptgruppen eine vollständige Außenelektronenschale mit acht Elektronen bevorzugen, um eine stabile Konfiguration zu erreichen, ähnlich wie die Edelgase. Diese Regel ist entscheidend für die Bildung von Ionenbindungen, da Atomen Elektronen abgeben oder aufnehmen, um diese stabile Konfiguration zu erreichen.
Wie entsteht das Salz Natriumchlorid (NaCl)?
-Natriumchlorid entsteht, wenn ein Natriumatom (mit einem Außenelektron) ein Elektron abgibt und ein Chloratom (mit sieben Außenelektronen) ein Elektron aufnimmt. Dadurch werden beide Ionen stabil und erfüllen die Oktettregel.
Wie wird das Salz Aluminiumchlorid (AlCl3) gebildet?
-Aluminiumchlorid entsteht, wenn ein Aluminiumatom (mit drei Außenelektronen) drei Elektronen abgibt und drei Chloratome jeweils ein Elektron aufnehmen, um die Oktettregel zu erfüllen.
Was sind Kristallgitter und wie sind sie mit Ionenbindungen verbunden?
-Kristallgitter sind dreidimensionale Strukturen, die aus einer regelmäßigen Anordnung von Ionen bestehen, die durch elektrostatische Anziehung zusammengehalten werden. Ionenbindungen wie in Salzen führen zur Bildung solcher Kristallgitter.
Warum haben Salze hohe Schmelztemperaturen und sind sie spröde?
-Salze haben hohe Schmelztemperaturen, weil die starke elektrostatische Anziehung zwischen den Ionen in den Kristallgittern überwandert werden muss, um sie zu schmelzen. Sie sind spröde, weil die Ionenbindungen bei mechanischem Druck leicht zerstört werden können, was zu Bruch führt.
Wie wirkt sich die Ionenbindung auf die Leitfähigkeit von Salzen aus?
-Salze leiten im geschmolzenen Zustand oder in wässriger Lösung Strom, weil die beweglichen Ionen die Ladung tragen können. In festem Kristallgitter ist die Leitfähigkeit jedoch nicht vorhanden, da die Ionen fixiert sind.
Wie funktioniert Aluminiumchlorid in Deos?
-Aluminiumchlorid in Deos wirkt, indem es Proteine ausfällt, was zu einer Blockierung der Schweißdrüsen führt und somit den Schweißablauf verhindert.
Outlines
🔬 Chemische Bindungen und Ionenbindungen
Der erste Absatz des Video-Skripts führt in das Thema der chemischen Bindungen ein und vergleicht sie mit Beziehungen. Es wird erklärt, dass Atome in einer Verbindung nicht isoliert sind, sondern durch Bindungen miteinander verbunden sind. Die Diskussion konzentriert sich auf die Ionenbindung, eine der drei Arten von chemischen Bindungen, die auch Atombindungen und Metallbindungen umfasst. Ionenbindungen entstehen durch das Austauschen von Ladungen zwischen Atomen, wobei Atome entweder Elektronen abgeben (Kationen) oder aufnehmen (Anionen), um eine stabilere Konfiguration zu erreichen. Die Oktettregel, die besagt, dass Atome versuchen, eine ähnliche Elektronenkonfiguration wie die Edelgase zu erreichen, wird ebenfalls erläutert. Das Beispiel von Natriumchlorid (Kochsalz) wird verwendet, um zu zeigen, wie Ionenbindungen entstehen und wie die Oktettregel dazu beiträgt, dass bestimmte Ionen bevorzugt miteinander binden.
🧂 Die Struktur von Ionenverbindungen und ihre Eigenschaften
Der zweite Absatz des Skripts erläutert die Struktur von Ionenverbindungen, wie sie in Salzen vorkommen. Es wird erklärt, dass diese Verbindungen nicht aus einzelnen Paaren von Ionen bestehen, sondern aus Kristallgittern, die dreidimensional aus positiven und negativen Ionen aufgebaut sind. Diese Kristallgitter werden durch elektrostatische Anziehung gehalten, was zu den charakteristischen Eigenschaften von Salzen wie hohen Schmelztemperaturen, Sprödigkeit und Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten, führt. Als Beispiel wird Aluminiumchlorid genannt, das in Deos verwendet wird, um Schweißdrüsen zu verstopfen und somit Schweißabgabe zu verhindern. Der Absatz schließt mit einer Diskussion über die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen von Aluminiumsalzen und der Frage, ob Aluminiumfreie Deos ebenso effektiv sind.
Mindmap
Keywords
💡Chemische Bindungen
💡Atome
💡Ionenbindung
💡Kationen
💡Anionen
💡Oktettregel
💡Natriumchlorid (NaCl)
💡Aluminiumchlorid (AlCl3)
💡Kristallgitter
💡Edelgase
💡Deos
Highlights
Chemische Bindungen werden mit Beziehungen verglichen, um das Konzept der Atombindung zu veranschaulichen.
Alle Materie besteht aus Atomen, einschließlich dieses Apfels, die durch chemische Bindungen miteinander verbunden sind.
Es gibt verschiedene Arten von chemischen Bindungen, heute wird die Ionenbindung behandelt.
Ionen sind geladene Teilchen, die entstehen, wenn Atome Elektronen abgeben oder aufnehmen.
Positive geladene Ionen heißen Kationen, negativ geladene Ionen heißen Anionen.
Ionenbindungen entstehen durch elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen.
Die Oktettregel besagt, dass Elemente der Hauptgruppen eine ähnliche Elektronenkonfiguration wie Edelgase anstreben.
Natriumchlorid ist ein Beispiel für eine Ionenbindung, bei der Natrium ein Elektron abgibt und Chlor ein Elektron aufnimmt.
Aluminiumchlorid ist ein Beispiel einer Ionenbindung, bei der ein Aluminiumatom drei Elektronen abgibt und drei Chloratome diese aufnehmen.
Ionenbindungen führen zur Bildung von Kristallgittern, bei denen die Ionen durch elektrostatische Anziehung zusammengehalten werden.
Salze haben hohe Schmelztemperaturen und sind spröde, da sie durch Kristallgitterstrukturen zusammengehalten werden.
Salze leiten elektrischen Strom, wenn sie geschmolzen oder in wässriger Lösung sind.
Ionenbindungen sind von anderen chemischen Bindungen wie Atombindungen durch ihre Eigenschaften und Struktur unterschieden.
Aluminiumchlorid wird in Deos verwendet, um Schweißdrüsen zu verstopfen und somit Schweißabgabe zu reduzieren.
Es gibt Debatten über die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen von Aluminiumsalzen in Deos.
Transcripts
Chemische Bindungen sind wie Beziehungen.
Geben und Nehmen oder alles teilen? Mehr dazu erfahrt ihr jetzt.
Falls ihr schon länger bei diesem Kanal dabei seid,
dann habt ihr schon einiges über Atome gelernt.
Zum Beispiel, dass wirklich alles aus Atomen besteht,
auch dieser Apfel hier.
Aber die Atome, die jetzt diesen Apfel bilden,
die sind nicht frei und ungebunden, die hängen ja irgendwie zusammen.
Wir Chemiker sagen dazu, die Atome gehen untereinander eine Bindung ein.
Dabei gibt es verschiedene Arten von Bindungen zwischen Atomen
und wir gucken uns heute eine davon genauer an: die Ionenbindung.
Grundsätzlich gibt es drei Arten von chemischen Bindungen:
Atombindungen und Metallbindungen schauen wir uns ein andermal an,
wir bleiben heute bei den Ionenbindungen.
Ionen, noch mal ganz kurz, sind Bausteine von Salzen.
Musste wissen für diese Folge: Was Ionen und Salze generell sind
und was die Oktettregel ist, könnt ihr euch noch mal anschauen, falls das nötig ist,
ansonsten: los geht's!
In unserem Video über Ionen und Salze habe ich euch erzählt,
wie Ionen, also geladene Teilchen, überhaupt entstehen.
Entweder können Atome Elektronen abgeben -
dadurch geben sie negative Ladung ab und werden somit positiv geladen -
oder sie können Elektronen aufnehmen -
dadurch nehmen sie negative Ladung auf und werden negativ geladen.
Positiv geladenen Ionen heißen Kationen,
negativ geladene Ionen heißen Anionen.
Wir wissen also, was Ionen sind.
Aber was ist jetzt eine Ionenbindung?
Positive und negative Ladungen ziehen sich gegenseitig an.
Das nennt man elektrostatische Anziehung.
Das ist dasselbe Prinzip wie im Atom.
Der positive Atomkern
und die negative Elektronenhülle ziehen sich an.
Wäre das nicht der Fall, würden Atomkern und Hülle gar nicht beisammen bleiben.
Und genauso ziehen sich eben entgegengesetzt geladene,
also positiv und negativ geladene Ionen an.
Und andersrum: Gleiche Ladungen stoßen sich ab.
Positive Ladung und positive Ladung stoßen sich gegenseitig ab.
Genauso stoßen sich auch negative Ladungen gegenseitig ab.
Und das Ganze:
Und einen Ionenverbindung ist ein Salz.
Die nächste Frage ist:
Welche entgegengesetzt geladenen Ionen,
also welche Kationen und Anionen, ziehen sich denn besonders gerne an,
gehen also besonders gerne Ionenbindungen miteinander ein?
Na ja, im Prinzip ziehen alle Kationen Anionen an und andersrum.
Aber es gibt Kombis, die besonders gut zusammenpassen,
und das liegt an der Oktettregel.
Nach der Oktettregel möchten alle Elemente der Hauptgruppen
gerne so sein wie die Edelgase.
Das bedeutet, sie möchten dieselbe Anzahl an Außenelektronen besitzen
wie die Edelgase.
Außenelektronen sind die Elektronen,
die in der äußersten Schale des jeweiligen Atoms sitzen,
und das sind bei den Edelgasen acht.
Okay, Helium ist auch ein Edelgas,
aber das ist eine Ausnahme,
weil es nur eine Elektronenschale hat, und die ist mit zwei Elektronen schon voll.
Alle anderen Edelgase haben aber acht Außenelektronen.
Und genauso viele wollen die anderen Elemente eben auch haben.
Nehmen wir unser beliebtes Beispiel Kochsalz. Natriumchlorid.
Das besteht aus den Elementen Natrium und Chlor.
Ein Natriumatom besitzt ein Außenelektron.
Wenn es dieses eine Elektron abgibt,
leert sich die M-Schale,
zurück bleibt eine volle L-Schale mit acht Außenelektronen.
Das Natriumion erfüllt also jetzt die Oktettregel.
Ein Chloratom besitzt sieben Außenelektronen in der M-Schale.
Wenn es ein Elektron aufnimmt,
besitzt es auch acht Außenelektronen
und erfüllt so ebenfalls die Oktettregel.
Deswegen passt es wie Faust aufs Auge,
wenn sich Natrium und Chlor zusammentun.
Das Natriumatom gibt ein Elektron ab, das Chloratom nimmt es auf.
Und dadurch entstehen ein positiv geladenes Natriumion
und ein negativ geladenes Chloridion,
die beide die Oktettregel erfüllen. Win-win.
Aber nehmen wir doch mal ein anderes Beispiel.
Aluminium, kennt ihr ja auch.
So ein Aluminiumatom hat drei Außenelektronen.
In der M-Schale.
Wenn es diese drei Elektronen abgibt,
wird die L-Schale darunter mit acht Elektronen zur äußersten Schale.
Wir haben dann ein dreifach positiv geladenes Aluminiumion
und schreiben es dann so:
Wir können das positive Aluminiumion, genau wie bei Natrium auch,
mit negativen Chloridionen zu einer Ionenverbindung vereinen.
Aber damit die Oktettregel für alle Beteiligten erfüllt ist,
brauchen wir nicht nur ein Chloridion, sondern drei.
Denn das Aluminiumatom hat drei Elektronen abzugeben,
aber ein Chloratom möchte jeweils nur ein Elektron aufnehmen.
Um alle drei Elektronen vom Aluminiumatom unterzubringen,
braucht es daher drei Chloratome.
Daher entsteht die Ionenverbindung AlCl3.
Spricht sich Aluminiumchlorid, und das ist wieder ein Salz.
Übrigens ist Aluminiumchlorid der Stoff,
der vielen Deos zugesetzt wird. Warum, erzähle ich in der Endcard.
Die letzte Frage lautet:
Wie genau sehen Ionenverbindungen, also Salze, überhaupt aus?
Wie muss ich mir das vorstellen?
Spontan wird man vielleicht denken,
so ein Haufen Natriumchlorid besteht aus vielen einzelnen Teilchen,
wobei jedes Teilchen aus einer NaCl-Verbindung besteht,
also immer ein Natriumion und ein Chloridion zusammen.
Und davon dann ganz viele.
Und beim Aluminiumchlorid hängen dann eben
drei Chloridionen an einem Aluminiumion dran.
Und ganz viele davon wären dann ein Haufen Aluminiumchlorid.
So ist das aber nicht.
Ionenverbindungen bilden nämlich sogenannte Kristallgitter.
Das heißt, Kochsalz zum Beispiel
besteht nicht aus vielen einzelnen NaCl-Teilchen,
sondern aus Kristallen, die aus Natriumionen und Chloridionen
dreidimensional aufgebaut sind.
Das sind ungefähr so aus.
Zusammengehalten wird der Kristall durch die elektrostatische Anziehung.
Also durch die Anziehung zwischen positiven und negativen Ionen.
Die Ionen ordnen sich dabei immer so an, dass:
Wenn man ein Kristallgitter darstellt,
dann mal man normalerweise solche Striche zwischen die Ionen,
welche die Bindungen darstellen sollen.
Aber das ist nur, damit es übersichtlicher aussieht.
In Wirklichkeit sind Ionenbindungen nicht so in eine Richtung gerichtet,
sondern die elektrostatische Kraft wirkt in alle Richtungen.
Solche Kristallgitter können übrigens auch viel komplizierter aussehen als das hier.
NaCl ist da recht einfach aufgebaut.
Aus dem Zusammenhalt der Ionen im Kristallgitter
erklären sich übrigens viele Eigenschaften von Salzen.
Sie haben meistens sehr hohe Schmelztemperaturen.
Ihr könnt mal versuchen, Kochsalz zu schmelzen.
Das schafft ihr nicht mit einem Feuerzeug.
Außerdem sind Salze nicht verformbar, sondern spröde.
Das heißt, sie bröckeln leicht.
Und sie leiten den elektrischen Strom, geschmolzen oder in wässriger Lösung.
Diese Eigenschaften unterscheiden die Ionenverbindungen, also die Salze,
stark von anderen chemischen Verbindungen,
die eben durch andere Bindungen zusammengehalten werden.
Zum Beispiel durch die Atombindung.
Dazu kommen wir in einem anderen Video,
aber für dieses Mal reicht's.
Also, fassen wir zusammen:
Das Prinzip der Ionenbindung ist ein Geben und Nehmen.
Und zu guter Letzt:
So viel zu Ionenbindungen. Ich hoffe, dass euch das Video geholfen hat.
Wenn ihr Fragen habt, schreibt sie in die Kommentare.
Und wenn ihr nichts verpassen wollt, gerne abonnieren. Bis nächstes Mal!
Ach so, ich habe euch ja versprochen, zu erklären,
wie Aluminiumchlorid im Deo funktioniert.
Also: Wenn wir Aluminiumchlorid über unser Deo in unsere Achseln sprühen,
dann fällt das Aluminiumchlorid dort Proteine aus.
"Ausfällen" bedeutet, dass sich so Ministopfen bilden,
die unsere Schweißporen verstopfen, damit kein Schweiß mehr rauskommt.
Irgendwie auch eklig, oder?
Es gibt aber auch immer mehr Deos ohne Aluminiumsalze,
weil die unter Verdacht stehen, schädlich zu sein.
Aber ob die Deos ohne Aluminium auch richtig gut sind?
Schreibt's in die Kommentare.
Untertitel im Auftrag des ZDF für Funk, 2017
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