Atombau

Atombau und Chemische Bindung

Ein Crashkurs

Die Oktettregel (Fo 9)

Wie bereits gesagt, konnte das RUTHERFORDsche Modell nicht erklären, wieso Natrium und Kalium extrem reaktiv sind, die Edelgase dagegen nicht. Unser Atommodell wurde jetzt aber so erweitert, dass die hohe Reaktivität der Alkalimetalle und Halogene (Elemente der 1. und der 7. Gruppe) erklärt werden kann.

Jedes Atom strebt nämlich eine voll besetzte Außenhülle an. Dann würde es nämlich einem Edelgas gleichen.

Dem Chloratom fehlt genau ein Elektron, das Natriumatom hat exakt 1 Elektron zuviel. Wenn das Chloratom ein Elektron aufnimmt, das Natriumatom dagegen eines abgibt, haben beide Atome eine Edelgaskonfiguration. Und diese Edelgaskonfiguration wird von jedem Atom angestrebt. Dieses Streben ist der Grund für jede chemische Reaktion, die auf diesem Planeten abläuft.

Die Ionenbindung (Fo 10)

Was passiert nun, wenn ein Natriumatom sein Außenelektron in die Außenschale eines Chloratoms transferiert hat? Das Natriumatom hat eine Außenschale mit 0 Elektronen. Gut, eine solche Außenschale mit Null Elektronen könnte man als nicht-existent ansehen. Also fällt sie weg, und die bisherige zweite Schale (von außen) wird jetzt zur Außenschale. Dort befinden sich 8 Elektronen - und das Natrium hat die Edelgaskonfiguration. Allerdings hat es in seiner Elektronenhülle ein Elektron weniger, und somit liegt das Natrium in Form eines einwertig positiven Natriumions vor.

Das Gleiche, allerdings mit umgekehrten Vorzeichen, gilt für das Chloratom, welches nach der Elektronenaufnahme als einwertig negatives Chloridion vorliegt.

Was nun passiert, wenn positiv geladene Natriumionen und negativ geladene Chloridionen nebeneinander im gleichen Reagenzglas vorkommen, dürfte klar sein: die entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich an - und es bildet sich ein fester Natriumchlorid-Kristall. In diesem Kristall zieht jedes Natriumion eine ganze Reihe von Chloridionen an, um umgekehrt zieht jedes Chloridion eine ganze Reihe von Natriumionen an. Die sogenannte Gitterenergie in diesem Kristall ist recht hoch. Das kann man an den hohen Schmelz- und Siedepunkten solcher Ionenverbindungen merken.

Noch mal zum besseren Lernen eine prägnante Zusammenfassung:

• Metallatome haben nur wenige Elektronen in der Außenhülle und geben diese daher recht leicht ab.
• Nichtmetallatomen fehlen nur wenige Elektronen, sie nehmen daher sehr gern Elektronen auf.
• Nach erfolgtem Elektronenübergang sind die Metallatome positiv geladen (Kationen), die Nichtmetallatome negativ (Anionen).
• Die Kationen und Anionen ziehen sich gegenseitig sehr stark an, es entsteht ein Ionenkristall.
• Die hohen Schmelztemperaturen von Salzen zeigen, wie stark die Anziehungskräfte innerhalb eines solchen Kristalls sind.