Natriumchlorid-Synthese

Präsentation zum Thema: "Natriumchlorid-Synthese"—  Präsentation transkript:

1 Natriumchlorid-Synthese
+ Natrium sehr reaktives Metall Chlorgas sehr reaktives Nichtmetall Natriumchlorid Salz

2 Metalle Halbmetalle Nichtmetalle
* * 2-atomige Moleküle

3 Kugelwolkenmodell I II III IV V VI VII VIII H He Li Be B C N O F Ne Na
Mg Al Si P S Cl Ar

4 Ionenbildung im Kugelwolkenmodell
– + + + Na Cl Na Cl – + Natrium-Atom Chlor-Atom Natrium-Ion Chlorid-Ion Metall-Atom Nichtmetall-Atom Kation Anion Salz, Ionenverbindung

5 Ionenbildung im Schalenmodell
+ + Na Cl Na Cl – + Natrium-Atom Chlor-Atom Metall-Atom Nichtmetall-Atom Natrium-Ion Chlorid-Ion Kation Anion Salz, Ionenverbindung

6 Salze

7 Aufgabe 2 2 K + S 2 K+ + S2- K2S Kaliumsulfid
Mg O Mg O MgO Magnesiumoxid 2 Al + 3 O Al O Al2O Aluminiumoxid 3 Ca + 2 P Ca P Ca3P Calciumphosphid Ge + 2 O Ge O GeO Germaniumoxid 3 Na + N Na N Na3N Natriumnitrid

8 Zusatzaufgabe FeCl2 Fe2+ 2 Cl- Eisen(II)chlorid
Aus welchen Ionen besteht: FeCl Fe Cl Eisen(II)chlorid FeCl Fe Cl Eisen(III)chlorid Cr2O Cr O Chrom(III)oxid Cu2S Cu+ S Kupfer(I)sulfid CuS Cu S Kupfer(II)sulfid

9 Ionenbildung im Kugelwolkenmodell
– + + + Na Cl Na Cl – + Natrium-Atom Chlor-Atom Natrium-Ion Chlorid-Ion Metall-Atom Nichtmetall-Atom Kation Anion Salz, Ionenverbindung

10 Atom- und Ionenradien Metalle Nichtmetalle Anion Atom Atom Kation Li
F– Be F Be2+ Na Cl– Na+ Cl

11 Salzgitter KZ 4 ZnS-Typ KZ 6 NaCl-Typ KZ 8 CsCl-Typ

12 NaCl-Typ energetisch günstig schwache Abstossung zwischen Anionen
starke Anziehung zwischen Anionen und Kationen Grenzfall Abstossung zwischen Anionen Anziehung zwischen Anionen und Kationen energetisch ungünstig starke Abstossung zwischen Anionen schwache Anziehung zwischen Anionen und Kationen

13 Salze

14 Kritisches Radienverhältnis für das NaCl-Gitter
a b2 = 2 a2 = c2 2 (rA + rK)2 = (2 rA)2 rA +rK 2 rA

15 NaCl-Typ a2 + b2 = 2 a2 = c2 2 (rA + rK)2 = (2 rA + x)2
energetisch günstig Grenzfall a b2 = 2 a2 = c2 2 (rA + rK)2 = (2 rA + x)2 NaCl: x = pm NaI: x = 8.3 pm

16 Salzgitter KZ 4 ZnS-Typ KZ 6 NaCl-Typ KZ 8 CsCl-Typ

17 Salze

18 Natriumchlorid-Synthese
+ Natrium sehr reaktives Metall Chlorgas sehr reaktives Nichtmetall Natriumchlorid Salz

19 NaCl-Synthese und Energie
Natrium-Atomverband Chlor-Moleküle Natriumatome Chloratome Energiezufuhr 1 Elektron Chlorid-Ion Natrium-Ion Natriumchlorid-Ionenverband Energieabgabe Film

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21 Durchschnittliche Bindungsenthalpien bei 25 °C

22 NaCl-Synthese und Energie
Natrium-Atomverband Chlor-Moleküle Natriumatome Chloratome Sublimations-energie Bindungs-energie 1 Elektron Ionisierungs-energie Elektronen-affinität Chlorid-Ion Natrium-Ion Natriumchlorid-Ionenverband Gitterenergie

23 NaCl-Bildung und Energie
496 -348 4 3 -780 ½ 242 2 109 1 5 -402 Reaktions-enthalpie 1 3 Na(s) Na(g) Na+(g) 2 4 5 NaCl(s) ½ Cl2(g) Cl(g) Cl-(g)

24 NaCl-Bildung und Energie
Aktivierungs-energie Na + ½ Cl2 Reaktions-enthalpie NaCl

25 Aufgabe 5 1 3 5 2 Mg(s) Mg(g) Mg2+(g) 2 MgO (s) 2 4 O2(g) O(g) O2-(g)

26 Aufgabe 5 1 3 5 2 Rb(s) Rb(g) Rb+(g) 2 RbBr (s) 2 4 Br2(g) Br(g) Br-(g)

27 Salze sind spröde Schlag

28 Salze haben einen hohen Schmelzpunkt
Wärmezufuhr Die Ionen haben die Gitterkräfte überwunden

29 Elektrische Leitfähigkeit
stromleitung Metalldraht +Pol –Pol e– NaCl-Schmelze (> 801 °C) Elektrode gibt ein e– ab nimmt ein e– auf

30 Leitfähigkeit

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32 Beispiel: Reaktion von Calcium mit Stickstoff
Zu 1) Ca hat 2 Valenzelektronen (Hauptgruppe II), die bei der Oxidation abgegeben werden. Zu 2) N hat 5 Valenzelektronen (Hauptgruppe V). Bei der Reduktion werden 3 aufgenommen, damit N Edelgaskonfiguration bekommt (8 Elektronen auf der äussersten Schale) Bei der Oxidation müssen gleich viele Elektronen abgegeben werden, wie bei der Reduktion aufgenommen werden  1) mit 3 multiplizieren, 2) mit 2 multiplizieren. Zu 3) 1) und 2) addieren. Zu 4) Stickstoff bildet 2-atomige Moleküle. Die Ionen lagern sich zu einem Ionengitter zusammen. Ionen ersetzen durch Verhältnisformel des Salzes (Ca3N2).

33 Nichtmetalle: 2-atomige Moleküle

34 Aufgabe 9

35 Aufgabe 9

36 Aufgabe 10 Indiumsulfid: In2S In3+ + 3S2- (Indium ist in der 3. Hauptgruppe) Silber(I)sulfid: Ag2S Ag+ + S2- Eisen(III)chlorid: FeCl Fe3+ + 3Cl- Eisen(III)oxid: Fe2O Fe3+ + 3O2-

37 Thermit-Reaktion Aluminium Fe2O3 Eisen

38 Elektrolyse

39 Elektrolyse einer CuCl2-Lösung
Cu2+ (aq) Cu(s) 2 Cl– (aq) Cu2+ (aq)

40 Elektrolyse von NaCl-Lösung
H2 Cl2 Natronlauge Wasser Phenol-phtalein NaCl

41 Elektrolyse einer NaCl-Lösung

42 Produkte der NaCl-Elektrolyse