Ionenbindung – mit Warpgeschwindigkeit zum Salz Stand 07.07.2016

Das solltet ihr schon wissen: Voraussetzungen Das solltet ihr schon wissen: Kenntnis über die Art und Lage der Elementarteilchen, insbesondere die Verteilung der Elektronen im Atom. Edelgaskonfiguration und ihre Auswirkung auf die Reaktionsfähigkeit. Element-Arten im PSE.

Aufgabe 1 von 7 Problem: Aus Gas und Metall wird ein Kristall Finde und notiere Gesetzmäßigkeiten für die Reaktionen verschiedener Teilchen mit Hilfe des Puzzles 1. Zwei Teilchen bilden eine chemische Verbindung, wenn sie zusammen ein vollständiges Rechteck bilden. Hinweis: Verwende dazu immer nur 2 verschiedene Elemente in einer Reaktion.

Hilfe 1 von 3 Du hast festgestellt, dass sich nur bestimmte Puzzleteilchen miteinander kombinieren (Elemente reagieren miteinander) lassen. Zu welcher Element-Art gehören die Elemente auf den roten, zu welcher die Elemente auf den blauen Puzzleteilen?

Lösung 1 von 3 Metalle (rot) reagieren mit Nichtmetallen (blau).

Hilfe 2 von 3 Was stellst du fest, wenn du die Wertigkeiten der jeweiligen Reaktionspartner vergleichst?

Lösung 2 von 3 Gleiche Wertigkeiten (die Zahlen von Zacken und Lücken) „passen gut zueinander“.

Hilfe 3 von 3 Wie würdest du bei deinem Freund 5-Euro-Scheine in 2-Euro-Münzen eintauschen? Übertrage nun deinen Gedankengang auf das vorliegende Puzzle.

Lösung 3 von 3 Bei unterschiedlichen Wertigkeiten müssen diese auf eine gemeinsames Vielfaches gebracht werden.

Aufgabe 2 von 7 Scheiben-modell 1 2 hält: + hält nicht: - Betrachte die Holz-Scheibenmodelle. Nähere die Scheiben aneinander an. Halte deine Beobachtungen in Form einer Tabelle nach dem folgendem Schema in deinem Heft fest. Scheiben-modell 1 2 hält: + hält nicht: -

Aufgabe 3 von 7 Auswirkungen elektrischer Ladungen (direkt weiter) Nur bestimmte Teilchen können so kombiniert werden, dass sie zusammen halten. Die Erklärung für diesen Sachverhalt kannst du dir mithilfe der Materialien dieser Kiste frei erarbeiten. Wähle zunächst aus, welchen der Teilbereiche du jetzt machen möchtest: Auswirkungen elektrischer Ladungen (direkt weiter) Elektronenübergänge (weiter auf Seite 33)

Versuch Auswirkungen elektrischer Ladungen: Blase zwei Luftballons auf und hänge sie an einem Stab mit Fäden so auf, dass sie sich berühren. Dein Mitschüler hält den Stab waagrecht. Reibe beide Ballons gleichzeitig an dem Tuch / deinem Pullover. Lass einen Ballon hängen und nähere den anderen mit deiner Hand von der Seite an den frei hängenden Ballon an. Halte die Beobachtung fest. Tipp: Wenn du dir unsicher bist, was die Durchführung der Versuche angeht, sieh dir das Video auf dem USB-Stick/Laptop/Tablet an. Video fehlt. QR-Code?

Versuch Auswirkungen elektrischer Ladungen: Blase zwei Luftballons auf und hänge sie diesmal so auf, dass sie sich nicht berühren. Reibe wieder beide Ballons an dem Tuch / deinem Pullover. Lass beide Ballons gleichzeitig los und nähere deine Hand langsam den Ballons an, jedoch ohne sie direkt zu berühren. Halte wieder die Beobachtung fest. Tipp: Wenn du dir unsicher bist, was die Durchführung der Versuche angeht, sieh dir das Video auf dem USB-Stick/Laptop/Tablet an. Video fehlt. QR-Code?

Hilfe Beim Reiben der Ballons am Pullover werden elektrische Ladungen in Form von Elektronen „abgestreift“, der Ballon trägt danach negative Ladungen.

Hilfe Versuche dir, mit Hilfe der beiliegenden Stabmagneten, zu erklären, wie sich gleichnamige und ungleichnamige Ladungen zueinander verhalten. Dabei symbolisieren Nord- und Südpol die unterschiedlichen Ladungen.

Lösung Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab. Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Diese Anziehungskräfte zwischen den positiv geladenen Teilchen und den negativ geladenen Teilchen nennt man Bindung.

Aufgabe 4 von 7 Aufgabe: Bilde mit den Moosgummi-Bauteilen jeweils die Elemente Natrium und Chlor nach. Verwende dazu die weißen Moosgummi-Scheiben als innere Schalen und die grauen bzw. gelben als Valenzschalen.

Hilfe - 11+Na Ausgangszustand: - - - +1 1 Na - - +17 Cl - - +17Cl

Aufgabe 5 von 7 Du hast zu Beginn festgestellt, dass sich Metalle und Nichtmetalle gut miteinander kombinieren lassen. Weiterhin wurde klar, dass sich ungleichnamig geladene Teilchen anziehen. Aufgabe: Mithilfe der Moosgummi-Modelle lässt sich nun erklären, was auf der Teilchenebene geschehen muss. Baue dies nach und formuliere in deinem Heft den Vorgang in 1-2 Merksätzen.

Hintergrund: Bildung der Edelgaskonfiguration Hilfe Hintergrund: Bildung der Edelgaskonfiguration

Lösung - 17+Cl - + 11+Na Natrium-Teilchen einfach positiv geladen Chlor-Teilchen einfach negativ geladen Na+ Cl-

Aufgabe 6 von 7 Aufgabe: Wende nun die gewonnene Erkenntnis auf die Elemente Magnesium und Sauerstoff an.

Lösung - + 12+Mg - 8+O Magnesium-Teilchen zweifach positiv geladen Sauerstoff-Teilchen zweifach negativ geladen Mg2+ O2-

Aufgabe 7 von 7 Aufgabe: Fasse schließlich den kompletten Vorgang auf einem Merkzettel zusammen. Überprüfe und korrigiere deine Erkenntnisse und übernehme die Lösung in dein Heft.

Lösung Die geladenen Atome werden Ionen genannt: Die Atome sind bestrebt, eine vollständig mit Elektronen besetzte äußere Schale zu erhalten. Metallatome geben die Elektronen ihrer Valenzschale lieber ab (= Elektronendonatoren), weil sie wenige haben. Nichtmetallatome nehmen Elektronen in ihre Valenzschale lieber auf (= Elektronenakzeptoren), weil sie nicht mehr viele brauchen. Da die jeweils entstehenden Teilchen dadurch weniger oder mehr Elektronen besitzen als die vorher neutralen Atome, sind sie positiv oder negativ geladen. Die geladenen Atome werden Ionen genannt: positiv geladene Atome heißen Kationen negativ geladene Atome heißen Anionen

Sollte hier eine „Ende-Folie“ sein, falls man zuerst mit den Elektronenübergängen begonnen hat, um dann mit den elektrostatischen Kräften weiter zu machen?

Erfolgskontrolle Überprüfe nun deine gewonnenen Erkenntnisse mit Hilfe des Puzzles 2 Lösung fehlt

Entsorgung Zerlege die Modelle wieder und räume die Teile an die dafür vorgesehenen Plätze in der Kiste.

Diese Anleitung wurde entworfen von Thomas Hagen und Wolfgang Reiniger im Rahmen des AK Selbst Organisiertes Lernen (SOL) in der Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth Juli 2015