Metalle und Ionenverbindungen AKAD 105

Metalle Metalle stehen links und unten im Periodensystem

Übung 1 Vergleiche Metallatome und Nichtmetallatome in Bezug auf 1) Ladung des Atomrumpfs 2) Grösse des Atomrumpfs 3) Anziehung der Valenzelektronen 4) Ionisierungsenergie(n) d. Valenzelektron(en)

Metalle: Stoffeigenschaften elektrisch leitfähig beständig glänzend bearbeitbar wärmeleitend

Metalle: Stoffeigenschaften Rangliste der el. Leitfähigkeit Silber Kupfer Gold Bern, Historisches Museum Dea Artio (um 200 n.Chr.), römisch, Bronze Dargestellt ist die Bärengöttin mit Namen Artio sowohl in Tier- als auch in Menschengestalt. Rangliste der Wärmeleitfähigkeit Silber Kupfer Gold 2 Euro-Münze Ring: Kupfer-Nickel Mittelteil dreiteilig: Nickelmessing, Nickel, Nickelmessing

Prähistorische Zeitalter Steinzeit In der Jungsteinzeit: Verwendung von gediegen vorkommenden Metallen Bronzezeit (3. bis 1. Jahrtausend v. Chr.) Bronze: Legierung aus Kupfer und Zinn Eisenzeit (Europa: 8. Jh. v. bis 6. Jh. n. Chr.)

Aufbau auf Teilchenebene Dichteste Kugelpackung Raumfüllung: 74% Animation kubisch dichteste Kugelpackung

Aufbau auf Teilchenebene Die Atomrümpfe bilden eine „dichteste Kugelpackung“. Alle Valenzelektronen bilden das „Elektronengas“. Das Gitter hält durch die elektrostatischen Kräfte zwischen Atomrümpfen (+) und Elektronengas (-) zusammen.

Übung 2 Vergleiche die Schmelztemperaturen von Natrium, Magnesium und Aluminium. Wie sind die Gitter der drei Metalle gebaut und inwiefern lassen sich die unterschiedlichen Schmelztemperaturen damit erklären? Vergleiche die Schmelztemperaturen der Alkalimetalle und erkläre den Verlauf anhand des Aufbaus der Gitter.

Reaktionen von Metallen Abgabe der Valenzelektronen I. Hauptgruppe: X  X+ + 1 e- II. Hauptgruppe: X  X2+ + 2 e- III. Hauptgruppe: X  X3+ + 3 e- Übergangsmetalle: 2 bis 7 Elektronen können abgegeben werden. Reaktionen Alkalimetalle Brainiacs - just fake

Metall + Nichtmetall  Ionenverbindung Elektronenübergang Metall  Kation Nichtmetall  Anion y Me + x Nime  (Mex+)y(Nimey-)x Name: Metall-Nichtmetall-Endung:id NaCl Natriumchlorid MgF2 Magnesiumfluorid Al2O3 Aluminiumoxid

Metall + Nichtmetall  Ionen-verbindung

Metall + Nichtmetall  Ionenverbindung: Energiebetrachtung

Übung 3 Wie lauten die Reaktionsgleichungen für die folgenden Reaktionen? Natrium reagiert mit Chlor Magnesium reagiert mit Sauerstoff Aluminium reagiert mit Brom

Ionenverbindung: Gitter

Ionenverbindung: Gitter Elektrostatisch Anziehung zwischen Kation und Anion

Eigenschaften von Ionenverbindungen spröde hohe Schmelz- und Siedetemperaturen einige sind wasserlöslich elektrische Leitfähigkeit (l) und (aq), nicht aber (s)

Eigenschaften von Ionenverbindungen spröde

Eigenschaften von Ionenverbindungen hohe Schmelz- und Siedetemperaturen Coulomb-Gesetz Starke Anziehungskraft zwischen Kationen und Anionen (Ladung; kleiner Abstand)

Eigenschaften von Ionenverbindungen einige sind wasserlöslich

Eigenschaften von Ionenverbindungen Energieumsatz beim Lösevorgang exotherm oder entdotherm

Eigenschaften von Ionenverbindungen elektrische Leitfähigkeit (l) und (aq), nicht aber (s) Elektrische Leitfähigkeit einer Kupfer(II)chlorid-Lösung

Eigenschaften von Ionenverbindungen spröde hohe Schmelz- und Siedetemperaturen einige sind wasserlöslich elektrische Leitfähigkeit (l) und (aq), nicht aber (s)

Abbildungsnachweis Folien 7, 8, 12, 13, 18, 20, 21, 22 Baars Günter, Basiswissen Chemie, h.e.p. verlag ag Folien 2, 3, 4, 5 vom Internet (nicht alle Quellen wieder auffindbar. Dea Artio: www.bhm.ch, Weihnachtskugeln http://www.rolli-remscheid.de/html/Christbaumschmuck_803.jpg ) Folie 15 http://www.lutanho.net/drawlat/galleryf.html Folie 16 und 19 http://www.kanescience.com/_chemistry/5Ionic.htm (alle Seiten am 12.11.2008 besucht)

Molekulargastronomie 1) Warum besteht keine Gefahr, dass aus Kochsalz – Natriumchlorid - in der Küche spontan Natrium und Chlor entstehen? 2) Warum muss man die Teigwaren für Spaghetti all‘ aglio e olio in stärker gesalzenem Wasser zubereiten als für Spaghetti al pomodoro?

Lösungen Übung 1: 1) klein 2) gross 3) gering 4) klein Übung 2: 1) Anstieg Na – Mg – Al. Atomrumpfladung Na+, Mg2+, Al3+, Anzahl Valenzelektronen pro Atomrumpf: Na 1, Mg 2, Al 3. Elektrostatische Kraft nimmt in der Reihenfolge Na – Mg – Al zu. (Coulomb-Gesetz) 2) Alkalimetalle: Rumpfladung 1+, 1 Valenzelektron pro Atomrumpf. Rumpfgrösse nimmt von oben nach unten zu, damit die Anziehungskraft ab. (Coulomb-Gesetz) Übung 3: a) 2 Na + Cl2  2 NaCl b) 2 Mg + O2  2 MgO c) 4 Al + 3 O2  2 Al2O3 Molekulargastronomie 1) Man müsste sehr viel Energie aufwenden um die Elemente herzustellen, NaCl ist so stabil, dass die Elemente bei Raumtemperatur nicht entstehen können. 2) In Öl löst sich Kochsalz nicht, in der Tomatensauce (enthält Wasser) hingegen ist es löslich.