Wie bilden d-Block Elemente Anionen aus?

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1 Antwort

Die d-Elemente sind Metalle. Metalle sind aber generell nicht gut darin, Anionen zu bilden (oder, allgemeiner, negative Oxidations­stufen einzunehmen).

Die meisten Atome bilden Anionen in der Gasphase. Die Bindungsenergie des zusätzlichen Elektrons heißt Elektronenaffinität, und sie existiert nur, wenn es einen gebundenen Anionen-Zustand gibt. Die Elektronen­affinitä­ten sind oft in gedruckten Perioden­systemen angegeben, und Du kannst daran sehen, welche Atome über­haupt Anionen bilden. https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_affinity#Electron_affinities_of_the_elements

Die Elektronenkonfiguration ist keine echte physikalische Größe, sondern das Resultat einer Näherung. Diese Näherung funktioniert bei Anionen viel schlech­ter als bei neutralen Teilchen oder Kationen. Das kann man so beschreiben, daß man mit ge­broche­nen Elek­tronen­anzahlen operiert. Mit dieser Ein­schrän­kung kann man aber sagen, daß das Extra-Elektron vor­wiegend in der d-Schale lebt.

In Lösung sieht das viel schlechter aus. Soviel ich weiß, gibt es keine gelösten Meⁿ⁻-Ionen, aber es gibt zumindest Ver­bindun­gen mit Übergangs­metallen in negativen Oxida­tions­stufen, z.B. H₂Fe(CO)₄, HCo(CO)₄ und HMn(CO)₅. Das sind alles schwache Säuren, die ziemlich leicht (sogar in wäßriger Lösung) H⁺ abgeben und dann die ent­sprechen­den Metall­carbonyl-Anionen bilden. Wie man die Oxi­da­tions­­zahlen in diesen Fällen hand­habt, ist ein bißchen unklar, aber zumindest bei den Anionen Fe(CO)₄²⁻ etc bleibt einem kaum etwas anderes übrig, als dem Metall eine negative Oxi­da­tions­zahl zu verpassen.

In Legierungen mit sehr elektropositiven Metallen (z.B. Alkalimetalle, Lanthan­oiden) können manche Übergangsmetalle so etwas wie Inter­metall-Ver­bindun­gen bilden und liegen dann näherungsweise als negativ geladene Ionen im Kristallgitter vor.

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