Aufnahme von Valenzelektronen?
Kann mir jemand genauso welche Gleichungen für Eisen + Sauerstoff; Zink + Schwefel; und Silber + Chlor auch mit den vier schritten aufstellen und im Bestfall sogar erklären? LG
2 Antworten
Moin,
Zink und Schwefel:
1. Zn ---> Zn^2+ + 2 e^–
2. S + 2 e^– ---> S^2–
3. Zn + S ---> Zn^2+ + S^2–
4. Zn + S ---> ZnS
Silber und Chlor:
1. Ag ---> Ag^+ I•2
2. Cl2 + 2 e^– ---> 2 Cl^–
3. 2 Ag + Cl2 ---> 2 Ag^+ + 2 Cl^–
4. 2 Ag + Cl2 ---> 2 AgCl
Bei Eisen und Sauerstoff gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Fe ---> Fe^2+ + 2 e^– I•2
2. O2 + 4 e^– ---> 2 O^2–
3. 2 Fe + O2 ---> 2 Fe^2+ + 2 O^2–
4. 2 Fe + O2 ---> 2 FeO
oder
1. Fe ---> Fe^3+ + 3 e^– I•4
2. O2 + 4 e^– ---> 2 O^2– I•3
3. 4 Fe + 3 O2 ---> 4 Fe^3+ + 6 O^2–
4. 4 Fe + 3 O2 ---> 2 Fe2O3
Wie netsokreativ bereits geschrieben hat, geben bestimmte Atome bei einer Reaktion mit anderen Atomen manchmal Elektronen ab, um in ihrer Elektronenhülle eine möglichst stabile Konfiguration zu bekommen.
Umgekehrt nehmen die oben genannten anderen Atome dann diese abgegebenen Elektronen auf, um ebenfalls eine Edelgaskonfiguration wie das nächst gelegene Edelgas zu erlangen.
Nimm als Beispiel deine Aufgabe mit dem Calcium und Sauerstoff. Ein Calciumatom hat 20 Protonen (positiv geladene Elementarteilchen) in seinem Kern und als Atom deshalb auch 20 (negativ geladene) Elektronen in seiner Hülle. Das nächst gelegene Edelgas (Argon) hat Atome mit 18 Elektronen in ihren Hüllen. Deshalb gibt ein Calciumatom bei passenden Reaktionspartnern seine zwei Außenelektronen (Valenzelektronen) ab. Dadurch hat es dann auch nur noch 18 negativ geladene Elektronen in seiner Hülle (wie Argonatome). Da sich dabei aber an der Anzahl von positiv geladenen Protonen im Kern nichts ändert, können zwei der positiven Ladungen im Kern nicht mehr von den Elektronen in der Hülle ausgeglichen (kompensiert) werden. Darum wird aus dem (ungeladenen) Calciumatom nach der Abgabe von zwei (negativ geladenen) Elektronen ein zweifach positiv geladenes Calciumion (Calcium-Kation; Ca^2+). Das drückt die Reaktionsteilgleichung
Ca ---> Ca^2+ + 2 e^–
aus (die soviel bedeutet wie: »Ein Calciumatom wird zu einem zweifach positiv geladenen Calciumkation, wenn es zwei negativ geladene Elektronen abgibt).
Diese zwei Elektronen kann ein Calciumatom aber nicht einfach so abgeben. Es braucht dazu eine "Abnehmer", also ein anderes Atom, das bereit ist, diese Elektronen aufzunehmen. Und hier kommen die Sauerstoffatome ins Spiel. Ein Sauerstoffatom hat nämlich 8 Protonen im Kern und insgesamt 8 Elektronen in der Hülle. Das nächstgelegene Edelgas (Neon) hat Atome, die insgesamt 10 Elektronen in ihren Hülle haben. Demnach "fehlen" einem Sauerstoffatom 2 Elektronen, um eine vergleichbare Elektronenkonfiguration hinzubekommen.
Wenn ein Sauerstoffatom aber 2 Elektronen aufnimmt, wird es zu einem zweifach negativ geladenen Sauerstoffion (Sauerstoff-Anion; O^2–), weil es nach der Aufnahme nun 10 Elektronen in der Hülle hat, aber nach wie vor nur 8 Protenen im Kern besitzt.
Nun ist es aber so, dass die kleinsten Teilchen des Elements Sauerstoff keine einzelnen Sauerstoffatome, sondern zweiatomige Minimoleküle (O2) sind. Also hast du nicht nur 2 Elektronen zu liefern, sondern 4, um ein Sauerstoffminimolekül in zwei Sauerstoffanionen umzuwandeln. Das drückt die folgende Teilgleichung aus:
O2 + 4 e^– ---> 2 O^2–
Da nun ein Calciumatom nur 2 Elektronen liefert, du aber zur Aufspaltung eines Sauerstoffminimoleküls 4 Elektronen benötigst, musst du insgesamt zwei Calciumatome dazu bringen, jeweils 2 Elektronen abzugeben. Deshalb musst du die Calcium-Teilgleichung mit dem Faktor "2" multiplizieren. Deshalb:
Ca ---> Ca^2+ + 2 e^– I•2
Und dann heißt es in der 3. Gleichung:
2 Ca + O2 ---> 2 Ca^2+ + 2 O^2–
verstehst du?
Und nun erkennt mann, dass du zweifach positiv geladene Kationen (Ca^2+) und zweifach negativ geladene Anionen (O^2–) erhältst. Unterschiedlich geladene Ionen ziehen sich elektrostatisch an. Deshalb umringen sie sich gegenseitig und bilden Kristalle. Wenn du nun die Formeln solcher Verbindungen angeben willst, suchst du das kleinste Verhältnis der beiden Ionensorten zueinander, das nötig ist, damit in der Formel keine der Ladungen unausgeglichen bleibt. Calciumionen sind zweifach positiv geladen, Sauerstoffionen sind zweifach negativ geladenen. Wenn ich also von beiden Ionensorten jeweils ein Ion nehme, dann gleichen die zwei positiven Ladungen des Calcium-Kations die beiden negativen Ladungen des Sauerstoff-Anions gerade aus (und umgekehrt). Darum lautet die Verhältnisformel von Calciumoxid "CaO". Und so kommt dann die Gleichung 4 zustande:
2 Ca + O2 ---> 2 CaO
Alles klar? Und so machst du das analog für die anderen Aufgaben. Hier ist allerdings zu beachten, dass die Metalle Eisen, Zink und Silber alle in Nebengruppen des Periodensystems der Elemente zu finden sind. Das ist insofern etwas komplizierter, dass hier nicht immer klar ist, wie viele Elektronen abgegeben werden können (siehe Eisen). Aber Zinkatome bilden zweifach positiv geladene Zink-Kationen (Zn^2+) und Silber praktisch nur einfach positiv geladene Silber-Kationen (Ag^+). Eisen bildet (in der Regel) entweder zweifach positiv geladene oder dreifach positiv geladene Kationen (Fe^2+ oder Fe^3+). Deshalb gibt es bei der Reaktion mit Sauerstoff auch zwei Oxide, nämlich Eisen-II-oxid oder Eisen-III-oxid.
Ich hoffe, du hast alles nachvollziehen können...
LG von der Waterkant
Atome geben oft ihre äußersten Elektronen(Valenzelektronen) ab um auf Edelgaskonfiguration
(so viele Elektronen wie das nächste Edelgas(letzte Hauptgruppe)im Periodensystem)
zu kommen.
Dann werden sie positiv geladen wenn sie an Elektronen verlieren, oder bekommen welche und werden negativ geladen
Nr.1 als beispiel:
Ca gibt 2 Elektronen ab um 8 Valenzelektronen zu haben
Es gewinnt 2-fach an positiver Ladung deshalb Ca2+
2 Elektronen bleiben übrig
Damit die Ladungen wieder ausgeglichen werden, gehen die Atome eine Bindung ein.
Warum sie net die Elektronen wieder austauschen weiß ich net