Gitterenergie/Ionen/Coulombkraft Beispiel?
Hi :) Ich habe mal wieder eine Frage. Es geht um folgende Verbindungen: MgS, Na2S, NaBr. Es geht darum sie nach steigender Gitterenergie zu ordnen, aber ich habe keine Werte angegeben. Diese Aufgabe sollte nur mit Hilfe des PSE gelöst werden. Dazu fällt mir die Aussage ein: Je kleiner der Abstand zw. den Ionen, desto größer ist die Coulombkraft und dadurch herrscht eine größere Gitterenergie. Für mich ist diese Aussage nur eine logische Schlussfolgerung, ist sie denn auch richtig? Das Natriumion hat z. B einen größeren Radius als das Magnesiumion, heißt das es ist näher an dem Schwefelanion(Sulfid?) als das Mg und hat dadurch eine höhere Coulombkraft/höhere Gitterenergie? Das ist der einzige Lösungsansatz der mir dazu einfällt... Ich freu mich auf Antworten!
2 Antworten
Ja, du hast richtig überlegt.
Meistens sind die negativen Ionen (Anionen) so viel größer als die positiven Ionen (Kationen), dass sie zusammenstoßen, weshalb die Größe der Kationen nur dann eine Rolle spielt, wenn sie nicht mehr in die Lücken zwischen den Anionen passen. Das ist hauptsächlich bei Alkalimetall-Ionen und bei Anionen aus niedrigen Perioden der Fall.
Außerdem spielt die Ladung der Ionen eine Rolle - bei ähnlichen Radien sind zweifach geladene Ionen sehr viel stärker gebunden als einfach geladene.
Bist du sicher, dass es nicht anders herum ist? Oder nimmst du das Vorzeichen der Gitterenergie negativ gegenüber den reinen Elementen bzw. den freien Ionen?
Vergleiche auch die Schmelzpunkte der Verbindungen (sie haben jeweils einen Wikipedia-Artikel unter ihren Namen Magnesiumsulfid, Natriumbromid, Natriumsulfid).
Ich habe mir gedacht, das Mg-Ion hat den geringsten Durchmesser und daher den größten abstand vom Sulfid-Ion. Natrium ist etwas größer, da weiter links im PSE und daher geringeren Abstand zum Br-. Und zum Schluss wäre der kleinste Abstand zw. Natrium Ion und Sulfid Ion.
Und danke für die Wiki-Artikel :)
In der Kristallographie werden Abstände immer vom Zentrum eines Atoms/Ions zum Zentrum des nächsten Atoms/Ions gemessen, nicht zu ihren Hüllen.
Das entspricht auch der elektromagnetischen Kraft zwischen ihnen - eine kugelsymmetrische Ladungsverteilung wirkt nach außen exakt so wie eine Punktladung gleicher Größe im Kugelmittelpunkt (und das auch schon direkt an der Oberfläche der kugelsymmetrischen Ladungsverteilung).
Damit sind kleinere Ionen also näher zusammen als größere Ionen.
Sorry, da hatte ich was missverstanden ...
Ich habe das jetzt mehrmals gelesen und ich weiß nicht warum das nicht verständlich ist. Wie kann es sein, dass 2 kleine Kationen näher beisammen sind? Ich versuche mir das bildhaft mit zwei kleinen Kirschen vorzustellen. Ihre Kerne(=Mittelpunkte) sind ja viel weiter entfernt, als z. B die Kerne zweier Pfirsiche, weil letztere ja größer sind. Wo liegt mein Denkfehler? Und heißt das, meine Reihenfolge oben stimmt jetzt?
Ich bedanke mich für Ihre Geduld und die verständlichen Erklärungen! :)
Wie gesagt, werden Abstände in der Kristallographie zwischen den Mittelpunkten der Kristallbausteine gemessen.
Die Elemente in Kristallen rücken so nahe zusammen, bis sie sich berühren.
Die Mittelpunkte zweier Tennisbälle können einander sehr viel näher kommen als die Mittelpunkte zweier Fußbälle.
Gibt 'ne Gleichung um das zu berechnen.
Du nimmst: z (Anion)* z (Kation) *Elementarladung *Avogadrokonstante *Madelungkonstante/(4πε)
Danke! Wenn ich hoffentlich so weit alles verstanden habe, müsste die Reihenfolge von kleiner nach großer Gitterenergie: MgS<NaBr<Na2S sein?