Die Stoffklasse der Salze bzw. Ionenverbindungen

In Rahmen der Allgemeinen Chemie hatten wir die drei Haupt-Stoffklassen in der Chemie kennengelernt. Bei diesen drei Stoffklassen handelt es sich Metalle bzw. Legierungen, molekulare Stoffe und Salze. Im wesentlichen ergeben sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Stoffe durch die Bindung zwischen den einzelnen “Bestandteilen”.

Die Stoffklasse der Salze bzw. Ionenverbindungen

Damit sich Atome bzw. Ionen zu einem Stoff verbinden, kommt es zwischen diesen Bindungspartnern zu einer anziehenden Wechselwirkung. Im Falle einer “Ionenverbindung” kommt es zu einer (anziehenden) elektrostatischen Wechselwirkung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen (negativ geladene Anionen und positiv geladene Kationen ziehen sich gegenseitig an).  Daher kommt es zwischen diesen Ionen zu einer Ionenbindung.

Da sich elektrostatische Wechselwirkungen in alle Richtungen ausdehnen, spricht man bei einer Ionenbindung auch von einer ungerichteten Bindung (die Wechselwirkung eines Ions mit anderen Ionen wirkt in alle Richtungen gleich stark). Daher bildet sich auch ein sogenanntes Ionengitter aus, da beispielsweise ein Anion nicht nur mit einem Kation eine Wechselwirkung eingeht, sondern mit mehreren Kationen in allen Raumrichtungen (nähere Informationen zum Aufbau der Ionenbindung bzw. Ionengitter, siehe die entsprechenden Kapitel bei Lernort-Mint).

Der Bindungstyp “Ionenbindung” kommt vor allem zwischen Metallen und Nichtmetallen (bzw. deren Ionen) vor. Ähnlich wie bei Kochsalz bildet das Metall das positiv geladene Kation und das negativ geladene Anion. Daher spricht man in der Regel bei Stoffen nicht von einer “Ionenverbindung”, sondern von einem Salz. Hier hat sich in Chemie der “Alltagssprachgebrauch” durchgesetzt. Man spricht bei einem Reaktionsprodukt von Metall und Nichtmetall daher von einem Salz (da diese in der Regel ähnliche Eigenschaften wie das bekannte (Koch)salz aufweist).

So gibt es aber auch “Ionenverbindungen”, die nicht aus einem Metall- und einem Nichtmetallion bestehen. Ein Beispiel hierfür ist das Ammoniumchlorid, dass aus dem Ammonium-Kation und einen Chlorid-Anion gebildet wird. In der Regel spricht man bei Ammoniumchlorid auch von einem Salz, allerdings unterscheidet sich das Ammoniumchlorid in einigen Eigenschaften von Natriumchlorid. So zersetzt sich beispielsweise Ammoniumchlorid bereits bei Temperaturen von etwas über 300°C.

Im Allgemeinen spricht man bei einem Stoff, der aus Ionen gebildet wird von einem Salz und ganz selten von einer Ionenbindung. Dies liegt -wie oben beschrieben- an der Durchsetzung der Stoffklassen in der Alltagssprache:  Metalle/Legierungen, Molekulare Stoffe (Moleküle) und Salze

Da es sich bei einer Ionenbindung um seine sehr starke Bindung handelt, haben Salze im Vergleich zu molekularen Stoffen einen sehr hohen Schmelz- bzw. Siedetemperatur.  Auch alle anderen physikalischen Eigenschaften von Ionenverbindungen bzw. Salzen können durch die Ionenbindung erklärt werden:

Eigenschaften von Salzen

• Sprödigkeit von Salzen, im Vergleich zu Metallen sind Salze spröde (bei der Verschiebung der Ionen im Ionengitter gleiten gleichgeladene Ionen übereinander und stoßen sich ab, so kommt es zum Bruch)
• Salze sind meist in Wasser gut löslich (Bildung einer Hydrathülle), es gibt aber auch schwerlösliche Salze (die Eigenschaft hängt davon ab, mit welcher Kraft die Ionen des Gitters an ihren Plätzen festgehalten werden)
• Wässrige Salzlösungen wie auch Salzschmelzen sind elektrisch leitfähig (Ionen dienen als frei-bewegliche Ladungsträger für den Ladungstransport)
• Salze haben in der Mehrzahl einen hohen Schmelzpunkt

Salze können im Allgemeinen aus drei verschiedenen Umsetzungen erhalten werden

• Salzbildung durch die Reaktion von Metallen mit Säuren
• Salzbildung durch die Reaktion von Säuren mit Basen
• Salzbildung durch die Reaktion von Metall mit einem Nichtmetall

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Die Stoffklasse der Salze bzw. Ionenverbindungen – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist eine Ionische Bindung und wie entsteht sie?

Die ionische Bindung entsteht durch Elektronenübertragung von einem Atom auf ein anderes. Das Atom, das Elektron(en) abgibt, wird zum positiven Ion (Kation). Das Atom, das Elektron(en) aufnimmt, wird zum negativen Ion (Anion). Die Anziehungskraft zwischen Kationen und Anionen bildet die ionische Bindung.

2. Was sind Salze in der Chemie?

Salze sind chemische Verbindungen aus positiven und negativen Ionen, die durch ionische Bindungen zusammengehalten werden. Sie entstehen aus der Neutralisation von Säuren und Basen.

3. Nennen Sie ein Beispiel für ein Salz und erläutern Sie seine Zusammensetzung.

Ein Beispiele für ein Salz ist Natriumchlorid (NaCl). Es besteht aus Natrium-Ionen (Na+) und Chlorid-Ionen (Cl-) in einem 1:1-Verhältnis.

4. Wie kann man Salze im Labor identifizieren?

Salze können im Labor durch verschiedene Methoden identifiziert werden, z.B. durch den Flammenfärbungstest, eine Test auf Löslichkeit oder den Leitfähigkeitstest.

5. Wie werden Salze in Wasser gelöst?

Beim Lösen von Salzen in Wasser erfolgt ein Ionenprozess. Die Wassermoleküle umgeben die Ionen des Salzes und ziehen sie aus dem Kristallverband heraus. Dies wird als Dissoziation bezeichnet.

6. Was sind die Eigenschaften von Salzen?

Salze sind typischerweise kristallin bei Raumtemperatur, haben hohe Schmelz- und Siedepunkte und leiten elektrischen Strom, wenn sie geschmolzen oder in Wasser gelöst sind.

7. Was passiert bei der Neutralisation von Säuren und Basen?

Bei der Neutralisation von Säuren und Basen entstehen Salz und Wasser. Dies ist grundsätzlich eine Säure-Basen-Reaktion.

8. Wie nennt man die Verbindung, die durch die Reaktion von Metall und Nichtmetall entsteht?

Die durch die Reaktion von Metall und Nichtmetall entstehende Verbindung ist ein Salz.

9. Was ist der Unterschied zwischen organischen und anorganischen Salzen?

Organische Salze sind Salze, die Kohlenstoff enthalten, während anorganische Salze normalerweise kein Kohlenstoff enthalten. Sie werden hauptsächlich aus Mineralien oder Erde gewonnen.

10. Können Sie den Unterschied zwischen Kation und Anion erklären?

Kationen sind positiv geladene Ionen, die durch Abgabe von Elektronen entstehen. Anionen sind negativ geladene Ionen, die entstehen, wenn ein Atom Elektronen aufnimmt.