LB3 Salze und Ionenbindung

In der Natur existiert eine sehr große Vielfalt an Stoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Diese Stoffe entstehen durch chemische Reaktionen der Elemente im Periodensystem. In Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung an kleinsten Teilchen werden die Stoffgruppen – Metalle, Salze und Molekular gebaute Stoffe unterschieden. Kommt es zu elektrostatischen Anziehungskräften zwischen Metallatomen – entstehen Metalle oder Legierungen. Reagieren Metalle mit Nichtmetallen entstehen Salze mit Metallionen und Nichtmetallionen als kleinste Teilchen. Findet eine chemische Reaktion zwischen Nichtmetallen statt, dann kommt es zur Bildung eines Molekular gebauten Stoffes in dem Moleküle als kleinste Teilchen existieren.

© Belinda Flemming: Bindungsdreieck, CC BY-SA

In der Abbildung oben ist das Bindungsdreieck abgebildet, dem man die Stoffgruppen der chemischen Verbindungen in Abhängigkeit von ihrer Teilchenart entnehmen kann. Nach Entstehung der jeweiligen Stoffgruppen, basiert deren Stabilität auf den jeweils enthaltenen Bindungsarten – Metallbindung in Metallen – Ionenbindung in Salzen – und – Elektronenpaar-bindungen in Molekular gebauten Stoffen.

© Belinda Flemming: Die kleinste Teilchen der Stoffgruppen – Metalle, Salze, Molekular gebaute Stoffe (links nach rechts), CC BY-SA

Übersicht über die kleinsten Teilchen der Stoffgruppen am Beispiel der Elemente Natrium (Metall) und Chlor (Nichtmetall) – von links nach rechts: Metalle (Atome), Salze (Ionen), Molekular gebaut Stoffe (Moleküle)

© Belinda Flemming: Bindungsarten im Vergleich, CC BY-SA

Der Ablauf chemischer Reaktionen ist immer mit einem Energieumsatz verbunden – der gleichzeitig von einer Energieumwandlung von einer Energieform in eine andere begleitet wird. Energie geht nach dem Energieerhaltungssatz also nie verloren oder kann neu erschaffen werden. Zum Beispiel wurde bei der Bildung des Salzes Natriumhydroxid soviel Energie als chemische Energie gespeichert, dass beim Lösungsvorgang dieses Salzes in Wasser diese chemische Energie als Wärmeenergie frei wird. Die gespeicherte Energie wird also nur umgewandelt in eine andere Energieform und geht nicht verloren. Weitere Beispiele sind Verbrennungsreaktionen von Stoffen. Die Verbrennung ist eine Redoxreaktion mit dem Sauerstoff der Luft, der als Oxidationsmittel den zu verbrennenden Stoff oxidiert und dabei selbst reduziert wird. Dabei wird immer Energie in Form von Licht und Wärme an die Umgebung abgegeben.

By Rise0011 – Own work, CC BY-SA 2.0 de, Link

Die Verbrennung – eine Redoxreaktion mit dem Sauerstoff der Luft als Oxidationsmittel

Unterschieden werden  zwei Reaktionstypen – die exotherme Reaktion, die unter Energieabgabe verläuft – und die endotherme Reaktion, innerhalb der Energie abgegeben wird. Die Reaktionsverläufe beider Reaktionstypen können durch Katalysatoren beeinflusst werden – sie setzen die Aktivierungsenergie herab, wodurch die chemische Reaktion schneller beginnen kann. Solche Reaktionen werden als Katalysereaktionen bezeichnet.