Warum sind Metallionen "in der Regel" positiv geladen? Was bedeutet "in der Regel"?
Servus,
ich habe ein kleines Verständnisproblem was Ionen betrifft. Wikipedia sagt: Metall-Ionen sind in der Regel positiv geladen. Was ist mit "in der Regel" gemeint? So wie ich das verstanden habe, sind Ionen geladene Atome mit Elektronenüberschuss bzw. mangel. Als Beispiel nennt Wikipedia Natrium, welches "in der Regel" einfach positiv geladen ist. Ich kann doch aber auch viel Energie aufwenden und einem Natrium Atom 4 Elektronen wegnehmen, damit es 4-fach positiv geladen ist, genau so wie ich dem Natrium Atom unter Aufwendung der Energie der Elektronenaffinität 5 Elektronen zuführen kann und es 5-fach negativ geladen machen? Ich verstehe auch deshalb nicht, wie ich darauf kommen soll, aus welchen Ionen mit welcher Ladung z.B. das FluorNatrium Salz aufgebaut ist. Mein Lösungsbuch sagt mir "das" Natrium-Ion ist immer einfach positiv geladen und "das" Fluor-Atom immer einfach negativ. Auch hier wieder: Was ist denn DAS Natrium Ion? Ich kann doch unter Zuführung beliebiger Energien das Atom ionisieren wie ich will?
Wo ist gerade mein Denkfehler?
Ich danke vielmals im Vorraus für die Hilfe
Liebe Grüße
3 Antworten
Für fast alle chemischen Regeln gibt es auch Ausnahmen.
Es gibt ein paar wenige Verbindungen, in denen Metalle negative Ionen bilden. Außerdem gibt negative Molekül-Ionen mit einem Metall-Atom als zentrales Atom. Das aber immer mitzuerklären ist halt in der Schule zu umständlich.
Zwar kann man theoretisch auch anders geladene Ionen erzeugen, aber auch die sind eben in Verbindunge nicht stabil. Aus einem NatriumAtom ein zweites Elektron zu entfernen kostet viel Energie, die nicht durch Hydratisierung in Wasser, oder durch die Kombination mit Anionen in Form der Gitterenergie zur Verfügung steht! Also bildet sich quasi automatisch (fast) immer ein Na(1+) und man erhebt es zu (Edelgas)-Regel.
Natürlich kannst du so viel Energie aufwenden um Natrium viel mehr Elektronen zu geben oder zu nehmen. Aber die Frage ist, kann das eine chemische Reaktion auch? Das was du beschreibst erfordert aufgrund der hohen Energiemengen, die dafür nötig sind, besondere Bedingungen (Laser, extreme Temperaturen, Vakuum, etc.) um das zu bewerkstelligen.
Atome haben immer das bestreben, den energetisch günstigsten Zustand einzunehmen. Um zu ermitteln welcher das ist, gibt es einige Hilfsmittel. Da wäre an erster Stelle die Edelgasregel. Danach gegangen möchte Natrium ein Elektron abgeben um die Elektronenkonfiguration des nächsten Edelgases, in diesem Fall Neon, zu erreichen. Das ist der Grund warum es "in der Regel" als Na+ vorkommt.
PS: Wenn da steht "in der Regel" heißt das auf gut deutsch: "genau genommen gibt es ein paar Ausnahmen, aber eigentlich ist das immer so".
Klar ist das nicht der Grund. Aber damit lässt sichs schön erklären ohne einen ganzen Aufsatz schreiben zu müssen. Erfahrungsgemäß führt das nur zu noch mehr Verwirrung.
Es gibt gerade bei den Halbmetallen auch viele komische Anionen (wie das Hexaborid), desweiteren sind formale Ladungen bis -IV bei vielen Übergangsmetallkomplexen möglich (sprich, man nimmt ein Metallatom und klebt viele, meist 4 oder 6, Moleküle daran). Metallkomplexe spielen in Enzymen eine wichtige Rolle, sind aber für die Schulchemie irrelevant.
Es gibt auch Alkalimetallanionen (-I), etwa das Natrid. Sind aber höchst instabil und ebenfalls komplexiert (in einem Molekülkäfig).
Emm, die 'Regel' kann aber nicht DER 'Grund' sein!
Die EdelgasKonfiguration ergibt sich von allein, weil es eben das EnergieMinimum ist! Einige Prozesse benötigen Energie, andere setzen Energie frei. Auch die Abspaltung des 1. Elektrons ist schon ein endothermer Prozess, aber der wird durch Hydratisierung, oder GitterEnergie überkompensiert. Beim 2. Elektron wäre das nicht mehr so! Bei der 2. Hauptgruppe ist es umgekehrt! Das 2. Elektron benötigt AUCH mehr IonisierungsEnergie, ABER hier überwiegt noch Hydratisierung/GitterEnergie. Erst beim 3. Elektron reicht die nicht mehr, weil die IonisierungsEnergie stark ansteigt.