Metalle und Ionenverbindungen

Präsentation zum Thema: "Metalle und Ionenverbindungen"—  Präsentation transkript:

1 Metalle und Ionenverbindungen
AKAD 105

2 Metalle Metalle stehen links und unten im Periodensystem

3 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)

4 Metalle: Stoffeigenschaften
elektrisch leitfähig beständig glänzend bearbeitbar wärmeleitend

5 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

6 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.)

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

8 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.

9 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.

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

11 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

12 Metall + Nichtmetall  Ionen-verbindung

13 Metall + Nichtmetall  Ionenverbindung: Energiebetrachtung

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

15 Ionenverbindung: Gitter

16 Ionenverbindung: Gitter
Elektrostatisch Anziehung zwischen Kation und Anion

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

18 Eigenschaften von Ionenverbindungen
spröde

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

20 Eigenschaften von Ionenverbindungen
einige sind wasserlöslich

21 Eigenschaften von Ionenverbindungen
Energieumsatz beim Lösevorgang exotherm oder entdotherm

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

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

24 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: Weihnachtskugeln ) Folie 15 Folie 16 und 19 (alle Seiten am besucht)

25 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?

26 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.