Metalle und Ionenverbindungen
AKAD 105
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MetalleMetalle stehen links und unten im Periodensystem
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Übung 1Vergleiche Metallatome und Nichtmetallatome in Bezug auf
1) Ladung des Atomrumpfs2) Grösse des Atomrumpfs3) Anziehung der Valenzelektronen4) Ionisierungsenergie(n) d. Valenzelektron(en)
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Metalle: Stoffeigenschaftenelektrisch leitfähig
wärmeleitend
bearbeitbar
beständigglänzend
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Metalle: Stoffeigenschaften
Rangliste der el. Leitfähigkeit
Silber
Kupfer
Gold
2 Euro-Münze
Ring: Kupfer-Nickel
Mittelteil dreiteilig: Nickelmessing, Nickel, Nickelmessing
Rangliste der Wärmeleitfähigkeit
Silber
Kupfer
Gold
Bern, Historisches Museum
Dea Artio (um 200 n.Chr.), römisch, Bronze
Dargestellt ist die Bärengöttin mit Namen Artio sowohl in Tier- als auch in Menschengestalt.
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Prähistorische Zeitalter
Steinzeit
In der Jungsteinzeit: Verwendung von gediegen vorkommenden Metallen
Bronzezeit (3. bis 1. Jahrtausend v. Chr.)
Bronze: Legierung aus Kupfer und Zinn
Eisenzeit (Europa: 8. Jh. v. bis 6. Jh. n. Chr.)
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Aufbau auf Teilchenebene
Dichteste Kugelpackung Raumfüllung: 74%
Animation kubisch dichteste Kugelpackung
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Aufbau auf Teilchenebene
Die Atomrümpfe bilden eine „dichteste Kugelpackung“.
Alle Valenzelektronen bilden das „Elektronengas“.
Das Gitter hält durch die elektrostatischen Kräftezwischen Atomrümpfen (+)und Elektronengas (-) zusammen.
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Übung 2
1) Vergleiche die Schmelztemperaturen von Natrium, Magnesium und Aluminium. Wie sind die Gitter der drei Metalle gebaut und inwiefern lassen sich die unterschiedlichen Schmelztemperaturen damit erklären?
2) Vergleiche die Schmelztemperaturen der Alkalimetalle und erkläre den Verlauf anhand des Aufbaus der Gitter.
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Reaktionen von Metallen
Abgabe der ValenzelektronenI. Hauptgruppe: X X+ + 1 e-
II. Hauptgruppe: X X2+ + 2 e-
III. Hauptgruppe: X X3+ + 3 e-
Übergangsmetalle: 2 bis 7 Elektronen können abgegeben werden.
Reaktionen AlkalimetalleBrainiacs - just fake
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Metall + Nichtmetall Ionenverbindung
Elektronenübergang
Metall Kation
Nichtmetall Anion
y Me + x Nime (Mex+)y(Nimey-)x
Name: Metall-Nichtmetall-Endung:id
NaCl Natriumchlorid
MgF2 Magnesiumfluorid
Al2O3 Aluminiumoxid
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Metall + Nichtmetall Ionen-verbindung
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Metall + Nichtmetall Ionenverbindung: Energiebetrachtung
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Übung 3
Wie lauten die Reaktionsgleichungen für die folgenden Reaktionen?
a) Natrium reagiert mit Chlor
b) Magnesium reagiert mit Sauerstoff
c) Aluminium reagiert mit Brom
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Ionenverbindung: Gitter
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Ionenverbindung: Gitter
Elektrostatisch
Anziehung
zwischen Kation
und Anion
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
spröde
hohe Schmelz- und Siedetemperaturen
einige sind wasserlöslich
elektrische Leitfähigkeit(l) und (aq), nicht aber (s)
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
spröde
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
hohe Schmelz- und Siedetemperaturen
Coulomb-Gesetz
Starke Anziehungskraft
zwischen Kationen und
Anionen
(Ladung; kleiner Abstand)
221
r
QQkF
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
einige sind wasserlöslich
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
Energieumsatz beim Lösevorgang
exotherm oder entdotherm
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
elektrische Leitfähigkeit
(l) und (aq), nicht aber (s)
Elektrische Leitfähigkeit einer Kupfer(II)chlorid-Lösung
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Eigenschaften von Ionenverbindungen
spröde
hohe Schmelz- und Siedetemperaturen
einige sind wasserlöslich
elektrische Leitfähigkeit(l) und (aq), nicht aber (s)
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Abbildungsnachweis
Folien 7, 8, 12, 13, 18, 20, 21, 22Baars Günter, Basiswissen Chemie, h.e.p. verlag ag
Folien 2, 3, 4, 5 vom Internet (nicht alle Quellen wieder auffindbar. Dea Artio: www.bhm.ch, Weihnachtskugeln http://www.rolli-remscheid.de/html/Christbaumschmuck_803.jpg )
Folie 15 http://www.lutanho.net/drawlat/galleryf.html
Folie 16 und 19 http://www.kanescience.com/_chemistry/5Ionic.htm
(alle Seiten am 12.11.2008 besucht)
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Molekulargastronomie
1) Warum besteht keine Gefahr, dass aus Kochsalz – Natriumchlorid - in der Küche spontan Natrium und Chlor entstehen?
2) Warum muss man die Teigwaren für Spaghetti all‘ aglio e olio in stärker gesalzenem Wasser zubereiten als für Spaghetti al pomodoro?
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Lösungen
Übung 1: 1) klein 2) gross 3) gering 4) klein
Übung 2: 1) Anstieg Na – Mg – Al. Atomrumpfladung Na+, Mg2+, Al3+, Anzahl Valenzelektronen pro Atomrumpf: Na 1, Mg 2, Al 3. Elektrostatische Kraft nimmt in der Reihenfolge Na – Mg – Al zu. (Coulomb-Gesetz)
2) Alkalimetalle: Rumpfladung 1+, 1 Valenzelektron pro Atomrumpf. Rumpfgrösse nimmt von oben nach unten zu, damit die Anziehungskraft ab. (Coulomb-Gesetz)
Übung 3: a) 2 Na + Cl2 2 NaCl
b) 2 Mg + O2 2 MgO
c) 4 Al + 3 O2 2 Al2O3
Molekulargastronomie
1) Man müsste sehr viel Energie aufwenden um die Elemente herzustellen, NaCl ist so stabil, dass die Elemente bei Raumtemperatur nicht entstehen können.
2) In Öl löst sich Kochsalz nicht, in der Tomatensauce (enthält Wasser) hingegen ist es löslich.