Warum löst sich das H Atom von der Gleichung wenn Wasser und Natrium reagieren?
2 Antworten
Moin,
deine Frage solltest du zwar noch einmal überarbeiten (das H löst sich nicht von der Gleichung, sondern vom Wassermolekül...), aber der Grund ist folgender:
Ein Wasserstoff-Atom trennt sich nicht so leicht von seinem einzigen Elektron. Das bedeutet nämlich für ein Wasserstoffatom, dass es nach der Trennung eigentlich gar kein atomares Teilchen mehr ist, da es keine Elektronenhülle besitzt; es ist ein einzelnes Proton (ein Wasserstoff-Atomkern).
Darum übergibt es im Wassermolekül auch nicht sein Elektron an den Sauerstoff, der es aber gerne haben würde. Das Sauerstoffatom „zieht und zerrt” am bindenden Elektronenpaar und möchte es gerne ganz zu sich heran ziehen.
Wenn nun Wassermoleküle auf Natriumatome treffen, so verändert sich die Situation für alle beteiligten Teilchen.
Natrium gibt im Gegensatz zum Wasserstoff liebend gerne sein einzelnes Außenelektron aus seiner Hülle ab. Dadurch erreicht es nämlich, dass es nach der Abgabe nur noch zehn Elektronen in seiner Hülle hat. Damit hätte es die gleiche Anzahl und Anordnung, wie es die Atome des Edelgases Neon von Natur aus haben (Edelgaskonfiguration). Die Edelgaskonfiguration ist energetisch besonders stabil und daher günstig.
Aber ein Natriumatom kann sein einzelnes Außenelektron nicht einfach so abgeben. Das geht nur, wenn ein anderer da ist, der es aufnimmt. Und hier kommt das Wassermolekül ins Spiel. Das Sauerstoffatom hätte, wie gesagt, gerne ein Elektron. Aber der Bindungspartner Wasserstoff möchte seins nicht hergeben. Doch wenn das Natriumatom sein Außenelektron dem Sauerstoff zur Verfügung stellt, kann sich das Wasserstoffatom mitsamt seinem Elektron vom Wassermolekül abtrennen. Es entstehen zunächst einzelne Wasserstoffatome (naszierender Wasserstoff; naszierend heißt so viel wie „gerade geboren”).
Die Wasserstoffatome sind allein aber nicht besonders stabil; sie haben ungepaarte Einzelelektronen. Darum vereinigen sich sofort zwei Wasserstoffatome zu einem Wasserstoffminimolekül (H2). Außerdem entsteht ein Natriumkation (Na+) mit einer Edelgaskonfiguration und ein Hydroxid-Anion (OH–), in welchem der Sauerstoff ein ganzes Elektron mehr besitzt als im Wassermolekül zuvor, was ihn seinem Ziel, der Edelgaskonfiguration schon ein Stück näher bringt...
Du kannst also sagen, dass Natriumatome viel lieber zu einfach positiv geladenen Ionen (Kationen) werden als Wasserstoffatome. Deshalb „befreien” Natriumatome die gebundenen Wasserstoffatome im Wassermolekül aus der Bindung zum Sauerstoffatom, weil der immer so „nervig” an den Bindungselektronen zerrt.
Jetzt könntest du noch fragen, warum nicht beide Wasserstoffatome vom Sauerstoffatom getrennt werden, so dass ein Oxid-Anion entsteht (O2–), das dann Edelgaskonfiguration hätte. Das hat etwas mit der Stabilität des Oxid-Anions in Wasser zu tun. Es gibt Oxid-Anionen in kristallinen Festkörpern, aber in wässrigen Lösungen werden daraus sofort Hydroxid-Anionen (OH–), weil die Oxid-Anionen im Wasser als einzelne Ionen nicht so stabil sind.
So kommt es alles in allem, dass sich in der Reaktion zwischen Natrium und Wasser zweimal ein Wasserstoffatom von je einem Wassermolekül abtrennt, zu elementarem Wasserstoff wird und außerdem in Wasser gelöstes Natriumhydroxid entsteht:
2 Na(s) + 2 H2O(l) → H2(g)↑ + Na+(aq) + OH–(aq)
Festes Natrium und flüssiges Wasser reagieren zu gasförmigem Wasserstoff, der als Gas aufsteigt, und in Wasser gelöstes Natriumhydroxid.
Alles klar?
LG von der Waterkant
vielen Dank musstest es aber nicht so formulieren („nervig“ usw) aber sehr gut erklärt!!!
Zunächst zur Edelgasregel sie wird häufig missverstanden. Tatsächlich kostet es Energie, um aus Natrium Natrium plus zu machen. Ebenso kostet es Energie wenn ein Sauerstoffatom das zweite Elektron aufnimmt um die Neonschale zu erreichen. Nur wird das später überkompensiert.
Energiebilanz:
Die Ionisierung von Natrium ist schwach endotherme, die Abspaltung eines Wasserstoffatoms von Sauerstoff ist ebenfalls endotherm die Bildung von Wasserstoffmolekülen ist exotherm. Der Hauptfaktor ist aber die Bildung von Ionen. Denn wenn diese Ionen ein Gitter bilden oder hydratisiert werden wird sehr viel Energie freigesetzt.
Und das erklärt die Reaktion. Dabei sind Entropie Effekte vernachlässigt.