Übungen zu Ionenverbindungen

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Version vom 27. November 2012, 20:02 Uhr von B.Lachner (Diskussion | Beiträge)

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Inhaltsverzeichnis

Wo kommen Ionen vor?

Wie kommen eigentlich die Ionen ins Mineralwasser?

Bei Mineralwasser handelt es sich ja um eine Art Grundwasser, das natürlich auch mit Gestein in Kontakt gekommen ist. Da auch Gesteine nichts anderes sind als Vermischungen von Mineralien (= Salze), stammen die Ionen also aus Salzen, die sich im Wasser gelöst haben. Hier mal einige (einfache) Salze. Die Namen sollten euch bekannt sein:

Nicht alle Verbindungen, die ihr schon kennengelernt habt, sind Salze. So ist Wasser keines. Man sollte sich merken:

Salze bestehen meist aus Metall-Kationen und Nichtmetall-Anionen!


Zu den Salzen sollt ihr nun ein paar Aufgaben erledigen, die teilweise eine Wiederholung darstellen (wie die Namensgebung) und dann auch auf die in den Verbindungen enthaltenen Ionen eingehen. Die Aufgaben werden durch Erläuterungen unterbrochen. Zu jeder (neuen) Aufgabe gibt es jeweils einen Film, der ein bis zwei Beispiele ausführlich erläutert. Für die systematische Benennung der Verbindungen schaut ihr bitte auf der Zusammenfassung nach, die ihr von mir erhalten habt, oder in dem Vorlage:WP Wikipedia-Artikel, der zum großen Teil von mir ist.

Wiederholung: Verbindungen systematisch benennen

Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 1

Bestimme die Namen für die folgenden Verbindungen: Li2O, ZnCl2, N2O3, BeF2, Ga2S3, SnO2, AuI3

Dilithiumoxid, Zinkdichlorid, Distickstofftrioxid (kein Salz!!), Berylliumdifluorid, Digalliumtrisulfid, Zinndioxid, Goldtriiodid''


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe 2

Gebt die Summenformel für die Verbindungen mit den folgenden Namen an: Diarsenpentoxid, Magnesiumdibromid, Trikaliumnitrid, Tetraphosphordekaoxid, Natriumfluorid, Calciumsulfid.

As2O5, MgBr2, K3N, P4O10 (kein Salz!!) , NaF, CaS ''


Dissoziationsgleichung bestimmen

Nun ist es so, dass es einen Zusammenhang gibt, zwischen der Formel eines Salzes und den Ionen, aus denen es besteht. Als Beispiel nehmen wir das Dilithiumoxid Li2O.

  • Welche Ionen bildet Lithium?
    ::Li+
  • Welche Ionen bildet Sauerstoff?
    ::O2-
  • Dilithiumoxid enthält also zwei Li+-Ionen und ein O2--Ion, als Reaktionsgleichung geschrieben: Li2O -> 2 Li+ + O2-
Und der Zusammenhang? Betrachtet man die Ladungen, so sieht man, dass sie zusammen Null ergeben, d.h. die Verbindung ist nach außen hin neutral: Zweimal die Ladung +1 und einmal die Ladung -2 ergibt die "Ladung" Null.

Eine Regel dazu:

Die Summe der Ladungen in einer Verbindung von Ionen ist immer Null.


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe

Erstellt zu den folgenden Verbindungen Dissoziationsgleichungen (dissoziieren = auseinander gehen) wie beim Dilithiumoxid Li2O -> 2 Li+ + O2-. Weiteres Beispiel zum hören Etwas zum Anhören K2S

MgCl2, Al2S3, CaO, KI

Tipps:

  • Geht vor wie beim Beispiel Li2O: erst zu jedem Element das Ion bestimmen (Edelgasregel!!) und dann die Dissoziationsgleichung aufschreiben. .
  • Kontrolliert ob die Summe der Ladungen aller Ionen zusammen Null ergibt. Dabei muss man auf die Ladung des einzelnen Ions achten ebenso wie auf die Anzahl, wie oft sie vorkommen.


Ladung von Nebengruppen-Ionen bestimmen

Bisher haben wir uns auf Verbindungen aus Elementen der Hauptgruppen beschränkt, denn nur da können wir (einigermaßen) verlässlich die Ionen-Ladung vorhersagen. Allerdings bilden auch die Nebengruppen-Elemente, alles Metalle, Verbindungen, in denen sie als Kationen vorkommen. Man kann zwar die Ladung nicht aus dem Periodensystem ableiten, aber aus den Formeln von salzartigen-Verbindungen.

Beispiel: Goldtrichlorid AuCl3 besteht, dass kann man an der Formel erkennen, aus einem Gold-Ion und drei Chlor-Ionen. Von Chlor wissen wir inzwischen, dass es als Cl--Ion vorkommt. Daraus ergibt sich die Ladung vom Gold-Ion, denn die Summe der Ladungen muss ja Null sein. Und das kann nur der Fall sein, wenn es Au3+-Ionen gibt. Also lautet die Dissoziationsgleichung: AuCl3 -> Au3++ 3 Cl-.

Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe

Gib die Dissoziationsgleichung für die folgenden Verbindungen mit Nebengruppenmetallen an. Erklärtes Beispiel Etwas zum Anhören Fe2O3.

CuCl2, ZnO2, Cr2O3, KMnO4 und für Spezialisten: Fe3O4

Hinweis: Bei einer Aufgabe kommen drei Arten von Elementen vor, von zwei Elementen kann die Ionenladung durch die Edelgasregel bestimmt werden und nur eines ist ein Nebengruppen-Element. Gehe ansonsten vor wie sonst.

Wenn die Ladung eines Ion nicht immer eindeutig ist (wie bei den Nebengruppenmetallen), schreibt man meist die Ladung des Metall-Ions als römische Ziffer in den Namen hinein, auch ohne den genauen Namen anzugeben. Beispiel: Blei(IV)oxid ist ein Pb4+-Oxid.

Bestimmung der Verhältnisformeln von Verbindungen

So wie bei den meisten Verbindungen die enthaltenen Ionen eindeutig bestimmbar sind, so lässt sich auch die Formel von vielen Verbindungen aufgrund der Ladung der Ionen bestimmen. Man braucht also teilweise die Formeln der Verbindungen nicht auswendig lernen, sondern kann sie aufgrund der Stellung im Periodensystem herleiten.

Beispiel: Gesucht ist die Verbindung aus Magnesium und Brom.

  • Bestimme die Ladung des Magnesium-Ions: Mg -> Mg2+
  • Bestimme die Ladung des Brom-Ions (eigentlich Bromid-Ion): Br -> Br-
  • Wieviele des eines Ions und wieviele des anderen Ions braucht man, um als Gesamtladung Null zu haben. Es kommen folgende Formeln in Frage: MgBr2, Mg2Br4, Mg3</subBr6, usw. ...

Man sagt dann:

Die Verhältnisformel von Magnesiumbromid ist MgCl2

es wird also die einfachste Variante verwendet. Denn das Verhältnis von Mg- zu Br-Ionen beträgt 1 zu 2.


Noch zwei verschiedene Beispiele zum Hören: Welche Verhältnisformeln haben eine Etwas zum Anhören Verbindung aus Aluminium und Sauerstoff und Etwas zum Anhören Silicium und Sauerstoff.


Nuvola apps korganizer.png   Aufgabe

Bestimme die Verhältnisformel einer Verbindung anhand der Elemente und deren Ionen.

Calcium und Fluor, Kalium und Schwefel, Aluminium und Brom, ... etwas schwieriger aber machbar: Silicium und Sauerstoff, Quecksilber(I)chlorid

Zusammenfassung

Vorlage:Lerntagebuch


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ACHTUNG, Kontrolle!! - Zeigen Sie Ihre Kenntnisse zu Ionenladungen und ihre Anwendung vor!

Bearbeite dazu alleine das Aufgabenblatt "Ionenladungen" und vergleiche erst am Ende mit der Musterlösung.