Metalle und Ionenverbindungen AKAD 105. 2 Metalle Metalle stehen links und unten im Periodensystem.

Metalle und Ionenverbindungen

AKAD 105

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MetalleMetalle stehen links und unten im Periodensystem

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Übung 1Vergleiche Metallatome und Nichtmetallatome in Bezug auf

1) Ladung des Atomrumpfs2) Grösse des Atomrumpfs3) Anziehung der Valenzelektronen4) Ionisierungsenergie(n) d. Valenzelektron(en)

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Metalle: Stoffeigenschaftenelektrisch leitfähig

wärmeleitend

bearbeitbar

beständigglänzend

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Metalle: Stoffeigenschaften

Rangliste der el. Leitfähigkeit

Silber

Kupfer

Gold

2 Euro-Münze

Ring: Kupfer-Nickel

Mittelteil dreiteilig: Nickelmessing, Nickel, Nickelmessing

Rangliste der Wärmeleitfähigkeit

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.

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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.)

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Aufbau auf Teilchenebene

Dichteste Kugelpackung Raumfüllung: 74%

Animation kubisch dichteste Kugelpackung

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Aufbau auf Teilchenebene

Die Atomrümpfe bilden eine „dichteste Kugelpackung“.

Alle Valenzelektronen bilden das „Elektronengas“.

Das Gitter hält durch die elektrostatischen Kräftezwischen Atomrümpfen (+)und Elektronengas (-) zusammen.

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Übung 2

1) 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?

2) Vergleiche die Schmelztemperaturen der Alkalimetalle und erkläre den Verlauf anhand des Aufbaus der Gitter.

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Reaktionen von Metallen

Abgabe der ValenzelektronenI. 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 AlkalimetalleBrainiacs - just fake

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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

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Metall + Nichtmetall Ionen-verbindung

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Metall + Nichtmetall Ionenverbindung: Energiebetrachtung

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Übung 3

Wie lauten die Reaktionsgleichungen für die folgenden Reaktionen?

a) Natrium reagiert mit Chlor

b) Magnesium reagiert mit Sauerstoff

c) Aluminium reagiert mit Brom

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Ionenverbindung: Gitter

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Ionenverbindung: Gitter

Elektrostatisch

Anziehung

zwischen Kation

und Anion

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

spröde

hohe Schmelz- und Siedetemperaturen

einige sind wasserlöslich

elektrische Leitfähigkeit(l) und (aq), nicht aber (s)

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

spröde

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

hohe Schmelz- und Siedetemperaturen

Coulomb-Gesetz

Starke Anziehungskraft

zwischen Kationen und

Anionen

(Ladung; kleiner Abstand)

221

r

QQkF

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

einige sind wasserlöslich

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

Energieumsatz beim Lösevorgang

exotherm oder entdotherm

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

elektrische Leitfähigkeit

(l) und (aq), nicht aber (s)

Elektrische Leitfähigkeit einer Kupfer(II)chlorid-Lösung

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Eigenschaften von Ionenverbindungen

spröde

hohe Schmelz- und Siedetemperaturen

einige sind wasserlöslich

elektrische Leitfähigkeit(l) und (aq), nicht aber (s)

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Abbildungsnachweis

Folien 7, 8, 12, 13, 18, 20, 21, 22Baars 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)

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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?

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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.