Ladung der Kationen und Anionen?
Kann mir jemand bei dieser Aufgab helfen?
Ermittle die Ladung der Kationen und Anionen bei folgenden Verbindungen:
BeBr2, AlN, Ag2S
2 Antworten
Moin,
bis auf Silber (Ag) sind das alles Hauptgruppenelemente. Das heißt, dass jedes dieser Elementsymbole in einer Hauptgruppe (HG) des Periodensystems der Elemente (PSE) zu finden ist.
Da ist es besonders einfach, die (bevorzugte) Ionenladung zu ermitteln. Das machst du folgendermaßen:
Beryllium (Be) findest du in der 2. HG des PSE. Die Atome der Elemente, die in dieser HG zu finden sind, haben eins gemeinsam: sie haben alle zwei Außenelektronen (Valenzelektronen; Elektronen in der äußeren Schale).
Da alle Atome im Verlauf einer chemischen Reaktion eine Elektronenanzahl und Elektronenkonfiguration anstreben, wie sie Edelgasatome von Natur aus haben (Edelgaskonfiguration), gibt es für Berylliumatome theoretisch zwei Möglichkeiten, dies zu erreichen. Entweder nehmen sie sechs weitere Elektronen auf und erreichen so die Edelgaskonfiguration von Neon oder sie geben die zwei Elektronen aus ihrer äußeren Schale ab. Dann fiele nämlich diese Schale weg, weil darin ja keine Elektronen mehr wären. Die dann ehemals zweitäußere Schale, die dadurch zur äußeren wird, ist jedoch mit Elektronen voll besetzt (Edelgaszustand). Das bedeutet, wenn Berylliumatome ihre beiden Valenzelektronen abgeben, erreichen sie den Edelgaszustand von Heliumatomen.
Nun ist die Aufnahme oder die Angabe von Elektronen etwa gleich schwierig. Soll heißen, das kostet Energie! Und weil es deshalb viiiel leichter ist, zwei Elektronen abzugeben als sechs aufzunehmen, geben Berylliumatome im Verlauf einer Reaktion lieber zwei Elektronen ab.
Die Abgabe von Elektronen bedeutet aber, dass dadurch ein positiv geladenes Ion (Kation) aus den Atomen wird. Immerhin sind Elektronen ja negativ geladene Teilchen. Und wenn man die weggibt, bleibt etwas positiv Geladenes zurück.
Fazit: Beryllium --> 2. HG im PSE => 2 Valenzelektronen => werden abgegeben => es entstehen zweifach positiv geladene Berylliumkationen (Be^2+).
Brom ist dagegen ein Element der 7. HG im PSE. Seine Atome haben folglich sieben Valenzelektronen. Bromatome könnten also theoretisch diese sieben Elektronen abgeben (und dadurch den Edelgaszustand von Argon erreichen) oder ein weiteres aufnehmen (um dadurch die Edelgaskonfiguration von Krypton zu erlangen). Ein Elektron aufzunehmen ist natürlich viiiel leichter als sieben abzugeben. Darum nehmen Bromatome im Verlauf einer Reaktion selbstverständlich lieber ein Elektron auf. Die Aufnahme eines Elektrons führt aber zu einem negativ geladenen Ion. Deshalb werden Bromatome nach der Aufnahme von einem Elektron zu einfach negativ geladenen Bromidanionen (Br^–).
Das passt auch sehr gut zusammen. Die Formel von Berylliumbromid lautet ja BeBr2. Das bedeutet, dass auf ein Berylliumkation zwei Bromidanionen kommen. Und siehe da, Berylliumkationen sind zweifach positiv geladen (Be^2+), während Bromidanionen einfach negativ geladen sind (Br^–). Deshalb brauchst du auch zwei Bromidanionen, um die Ladung von einem Berylliumkation in der Wirkung auszugleichen (2 • 1– gleichen 1 • 2+ aus).
So, und nun du!
Bei Silber (Nebengruppenelement) ist das leider nicht ganz so einfach wie bei den Hauptgruppenelementen. Aber hier ist Silber mit einem Hauptgruppenelement (Schwefel; S) verbunden. Und wenn du die Ladung des Schwefelions herausgefunden hast, kannst du die Ladung des Silberions ermitteln, wenn du bedenkst, dass die Ladung von zwei Silberionen die Ladung von einem Schwefelion kompensieren muss (Formel: Ag2S)...
LG von der Waterkant
Hallo feeltheglow
Du musst dir anschauen, in welcher Hauptgruppe (oder Nebengruppe) des Periodensystems die Elemente stehen, die in deinen Verbindungen vorkommen. Daraus ergibt sich dann, wie viele Elektronen sie aufnehmen oder abgeben müssen, um die Edelgaskonfiguration zu bekommen.
BeBr₂:
Beryllium steht in der 2. HG und gibt 2 Elektronen ab, Brom wiederum steht in der 7. HG und nimmt ein Elektron auf: Damit sind hier die Verhältnisse klar:
BeBr₂ → Be²⁺ + 2 Br⁻
AlN:
Aluminium in der 3. HG gibt 3 Elektronen ab, die der Stickstoff in der 5. HG aufnimmt. Auch hier ist alles eindeutig:
AlN → Al³⁺ + N³⁻
Ag₂S:
Hier muss man vom Schwefel ausgehen, der wie der Sauerstoff in der 6. HG steht, 2 Elektronen aufnimmt und zu S²⁻ wird. Damit Ag₂S eine ungeladene Verbindung wird, müssen die beiden Ag-Atome zum Ladungsausgleich zusammen die Ladung 2+, und jedes einzelne Ag-Atom die Ladung + haben:
Ag₂S → 2 Ag⁺ + S²⁻
LG