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Primärbindungen

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Primärbindungen

In der Chemie sind Bindungen das, was Atome zusammenhält und dadurch erst die Ausbildung von immer größeren Molekülen ermöglicht. Bindungen werden im Zuge von Reaktionen gebrochen und neu ausgebildet. Dieselben Atome werden neu miteinander verknüpft und bilden damit Moleküle, die sich chemisch und physikalisch auch anders verhalten.

Da Bindungen zu den Grundlagen der Chemie gehören, ist es wichtig zu verstehen, welche Bindungsarten es generell gibt. Man fragt sich, auf welche Weise Atome miteinander verbunden/verknüpft werden und unterscheidet von daher grundlegend zwischen Ionenbindungen, Atombindungen und Metallbindungen.

Diese drei Bindungsarten fasst man zu den sogenannten Primärbindungen zusammen.

Primärbindungen – Definition

Grundsätzlich können Atome also auf drei Arten miteinander verbunden sein, nämlich über

  1. Ionenbindungen
  2. Atombindungen
  3. Metallbindungen

Es sei hier angemerkt, dass diese drei Bindungsarten bzw. die Primärbindungen zu den sogenannten starken Wechselwirkungen gezählt werden (weil sie stärker sind als die schwachen Wechselwirkungen). Es gibt auch Bindungsarten, welche zu den schwachen Wechselwirkungen gezählt werden, nämlich die Sekundärbindungen, die in einem anderen Artikel behandelt werden.

Um die Primärbindungen zu verstehen, musst du erstens wissen, wie Atome prinzipiell aufgebaut sind und zweitens, was die Elektronegativität ist.

Atome bestehen nach dem Bohrschen Atommodell aus einem Atomkern und einer Atomhülle, die in unterschiedliche Schalen unterteilt sind. Im Atomkern befinden sich die Protonen (positiv geladene Elementarteilchen) und die Neutronen.

In der Atomhülle befinden sich die Elektronen, die an Bindungen beteiligt sind. Elektronen können aus der Atomhülle entfernt und hinzugefügt werden. Ebenso können sie durch Überlappung zweier Atomhüllen (von zwei Atomen) miteinander geteilt werden. Dabei ist nur die äußerste Schale (Außenschale) eines Atoms mit ihren Elektronen an Reaktionen beteiligt.

Das Verständnis, dass die Atomhülle, also der ,,Ort" im Atom ist, wo sich die Elektronen befinden und der Elektronen beinhaltet, die entfernbar/,,hinzufügbar" sind, ist wichtig, um alle Primärbindungen zu verstehen.

Die Elektronegativität ist eine positive Zahl, die maximal gleich 4 ist. Jedes Atom hat eine charakteristische Elektronegativität, die sich nicht verändert. Die Elektronegativität gibt an, wie stark ein Atom an Elektronen zieht und diese ,,Zugstärke" ist größer, je höher die Elektronegativität ist.Um den ,,Stärkeunterschied" zweier Atome zu berechnen, zieht man die Elektronegativitäten voneinander ab; das ergibt die Elektronegativitätsdifferenz. Man betrachtet nur den Betrag.Je höher die Elektronegativitätsdifferenz, desto stärker zieht das eine Atom im Vergleich zum anderen Atom. Ist sie gleich 0, ziehen beide Atome gleich stark.

Die Elektronegativität ist ein wichtiges Konzept, um zu verstehen, wann Ionenbindungen und wann Atombindungen entstehen. Damit ist die Elektronegativität also wichtig für Vorhersagen hinsichtlich der Bindungsentstehung.

Außerdem braucht man die Elektronegativität, um zwischen verschiedenen Atombindungen zu unterscheiden, die im Folgenden noch besprochen werden. Sie ist also auch wichtig, um Bindungen zu charakterisieren.

Primärbindungen – Ionenbindungen

Wie werden Atome über Ionenbindungen zusammengehalten?

Bei den Ionenbindungen ziehen sich Kation (positiv geladenes Ion) und Anion (negativ geladenes Ion) elektrostatisch an.

Dass sich gegensätzliche Ladungen anziehen, kennst du sicherlich schon aus der Physik.

Doch wie entstehen Kationen und Anionen?

Atome liegen erst einmal als Elemente vor, die genauso viele Elektronen haben, wie sie Protonen im Atomkern haben. Die Elemente sind damit neutral (keine Ladung).

Aus Gründen der Energiearmut (, die angestrebt wird) nehmen Elemente Elektronen auf oder geben Elektronen ab, bis sie auf ihrer Außenschale genauso viele Elektronen haben, wie ein Edelgas.

Edelgase sind die die Elemente der achten Hauptgruppe im Periodensystem und sie sind sehr reaktionsträge.

Wegen diesem ,,Streben" nach Energiearmut geben Elemente Elektronen ab oder nehmen welche auf, je nachdem, was weniger Energie benötigt bzw. bei welchem Vorgehen weniger Elektronen bewegt werden müssen.

Atome ,,streben" einen reaktionsträgen Zustand an.Dazu nehmen sie Elektronen auf oder geben welche ab, um genauso viele Elektronen wie ein Edelgas zu haben. Denn die Elektronenkonfiguration (bzw. Elektronenanzahl/-verteilung) von Edelgasen ist energetisch günstig, was bedeutet, dass das Atom dadurch energiearm/reaktionsträge ist.

Dabei passt es natürlich, wenn zwei Elemente aufeinander treffen, von denen eines eher Elektronen abgeben und das andere eher Elektronen aufnehmen würde.

Das Element, das seine Elektronen abgibt, ist dann positiv geladen (Kation/Elektronenmangel).

Das Element, das Elektronen eher aufnimmt, ist negativ geladen (Anion/Elektronenüberschuss).

Nach Elektronenübertragung liegen Kation und Anion vor, die sich dann gegenseitig elektrostatisch anziehen und damit über eine ionische Bindung zusammengehalten werden.

Man nennt fast alle ionischen Bindungen auch Salze.

Kationen und Anionen ordnen sich bei Salzen in einem regelmäßigen Kristallgitter an.

Betrachtet werden die Elemente Natrium (Na) und Chlor (Cl).

Natrium hat ein Außenelektron und wird von daher ,,bestrebt sein" dieses Elektron abzugeben (hat dann die Elektronenkonfiguration von Neon).

Chlor hingegen hat sieben Außenelektronen und wird ,,bestrebt sein" genau ein Elektron aufzunehmen (hat dann die Elektronenkonfiguration von Argon).

Natrium und Chlor reagieren also folgendermaßen miteinander:

Primärbindungen Reaktionsgleichung von Natrium und Chlor StudySmarter

Das Natriumatom hat ein Elektron an das Chloratom abgegeben.

Dadurch ist Natrium jetzt einfach positiv und Chlor einfach negativ geladen.

Wenn die Ionen nicht in Wasser gelöst sind, verbinden sie sich über elektrostatische Anziehung und bilden ein Kristallgitter aus, in welchem sich Natriumkationen und Chloridanionen abwechseln.

Primärbindungen Gitterstruktur NaCl Beispiele StudySmarterBildbeschreibung

Primärbindungen – Atombindungen

Atombindungen werden auch kovalente Bindungen genannt.

Kovalent deswegen, weil sich Atome Elektronen teilen, um eine volle Außenschale zu haben

(ko-valent; ,,ko-" wie im Sinne einer Kooperation und ,,valent" im Sinne von ,,Wertigkeit", was sich auf die Elektronen bezieht).

Damit ergibt sich ein Unterschied zur Ionenbindung, nämlich, dass Elektronen hier nicht übertragen werden, sondern geteilt werden und somit in den Atomhüllen beider Atome sind.

Das heißt, dass die Elektronen durch Überlappung zweier Atomhüllen geteilt werden.

Dadurch ,,haften" sie aneinander.

Primärbindungen schemenhafte Darstellung, wie sich zwei Atome durch Überlappung zwei Elektronen teilen StudySmarter

Abbildung 2: schemenhafte Darstellung, wie sich zwei Atome (schwarz und grün) durch Überlappung ihrer Elektronenhüllen zwei Elektronen (in blau) teilen
Quelle: StudySmarter

Der Grund, warum Elektronen nicht wie bei den Ionenbindungen einfach übertragen werden,

liegt in der Elektronegativität begründet.

Sie ist ein Maß dafür, wie stark Atome an Elektronen ziehen.

Der grundlegende Unterschied zu den Ionenbindungen ist der, dass bei den kovalenten Bindungen die Elektronen in etwa gleich stark ziehen und deshalb die geteilten Elektronen nicht endgültig vom schwächer ziehenden Atom durch das stärker ziehende Atom entfernt werden.

Bei Ionenbindungen ist es so, dass das eine Atom viel stärker an dem Elektron des anderen Atoms zieht und damit dem schwächer ziehenden Atom das Elektron ,,entreißt", wie bei einem Tauziehwettbewerb.

Primärbindungen Bindungen als Tauziehwettbewerb StudySmarterAbbildung 3: Bindungen als Tauziehwettbewerb

Um zu wissen, wann Atombindungen und wann Ionenbindungen ausgebildet werden, zieht man die Elektronegativitäten der beiden Atome(, die man am Periodensystem für jedes Element ablesen kann) voneinander ab.

Dann betrachtet man bloß den Betrag (Vorzeichen ignorieren!).

Wenn die so berechnete Elektronegativitätsdifferenz (Δ EN, sprich ,,Delta E N") größer als 1.7 ist, ist der ,,Stärkeunterschied" beider Atome zu hoch und es findet eine Elektronenübertragung statt (ionische Bindung).

Wenn sie unter 1.7 liegt, ist der ,,Stärkeunterschied" zu gering, als dass Elektronen vom einen Atom entrissen werden und sie werden geteilt (es entsteht eine kovalente Bindung).

Die Grenze von 1.7 ist jedoch eine ungefähre Grenze und kann variieren.

Man unterscheidet jedoch auch kovalente Bindungen untereinander, und zwar unterscheidet man zwischen polaren kovalenten Bindungen und unpolaren kovalenten Bindungen.

Polare kovalente Bindungen

Wenn die Elektronegativitätsdifferenz zwischen 0.5 und 1.7 liegt, ist die kovalente Bindung polar.

,,Polar" ist so zu verstehen, dass sich quasi zwei unterschiedlich geladene Pole ähnlich eines Magneten (Pluspol/Minuspol) bilden. Die Struktur zweier verschieden geladener Pole bezeichnet man auch als Dipol.

Denn wenn die Elektronegativität zwischen 0.5 und 1.7 liegt, zieht ein Atom noch relativ stark an den Elektronen, im Gegensatz zum anderen Atom, auch wenn die ,,Zugstärke" nicht ausreicht, um das Elektron dem schwächer ziehenden Atom komplett zu entreißen und eine ionische Bindung auszubilden.

Dadurch, dass das eine Atom viel stärker zieht, befinden sich die Elektronen näher am stärker ziehenden Atom, aber die Elektronen werden trotzdem geteilt.

Dadurch ist das stärker ziehende Atom partiell negativ geladen (partiell = zum Teil).

Partiell deshalb, weil man erst dann von einer ,,richtigen" negativen Ladung spricht, wenn das Elektron nicht geteilt wird und komplett dem einen Atom ,,gehört".

Das andere, schwächer ziehende Atom ist partiell positiv geladen.

Denn das Elektron wird diesem schon fast entzogen, dadurch, dass es sich näher am stärker ziehenden Atom befindet.

Man kann sich diese partiellen Ladungen wie schwächere Ladungen vorstellen, die aber dennoch eine Auswirkung auf das Teilchenverhalten haben.

Das partiell positiv geladene Atom wird schwach von negativen (oder auch partiell negativen) Ladungen angezogen. Dasselbe gilt auch für das partiell negativ geladene Atom (auch wieder mit gegensätzlicher Ladung).

Betrachtet wird die Bindung HCl (Salzsäure).

Wasserstoff (H) hat eine Elektronegativität von 2.2

Chlor (Cl) hat eine Elektronegativität von 3.16.

Es ergibt sich die Elektronegativitätsdifferenz 3.16 - 2.2 = 0.96

Damit ist die Bindung HCl eine polare kovalente Bindung, denn 0.5 < 0.96 < 1.7

Da Chlor eine höhere Elektronegativität hat und damit stärker zieht, ist Chlor partiell negativ geladen, während Wasserstoff partiell positiv geladen ist.

Um die partiellen Ladungen zu kennzeichnen, schreibt man über die Atome in der Strukturformel entsprechend (sprich: delta plus) beim Wasserstoffatom und beim Chloratom.

Unpolare kovalente Bindung

Wenn die Elektronegativitätsdifferenz kleiner als 0.5 ist (und sie kann minimal 0 sein, da wir das Vorzeichen ignorieren), ist die Bindung unpolar.

Das heißt, dass wir keinen ,,Plus- und Minuspol" haben, wie bei der polaren kovalenten Bindung.

Bei einer Elektronegativitätsdifferenz von kleiner als 0.5 ist der Stärkeunterschied viel zu gering (oder gar nicht vorhanden bei einer Differenz von 0), als dass man sagen kann, dass das eine Atom im Vergleich zum Anderen negativ geladen ist.

Die beiden Atome sind mehr oder weniger neutral und haben entsprechend kein schwaches ionisches Verhalten, wie es bei den Atomen der polaren kovalenten Bindung der Fall ist.

Die Elektronen befinden sich nahezu mittig zwischen den beiden Atomen, anstatt näher zum stärker ziehenden Atom zu sein.

Primärbindungen – Metallbindungen

Bei Metallbindungen ist es so, dass Elemente, die zu den Metallen gezählt werden, ihre Elektronen vom Atom lösen, sodass sich diese um den Atomrumpf gleichmäßig verteilen.

Die Gesamtheit all dieser frei beweglichen Elektronen bezeichnet man als Elektronengas, wobei es kein Gas im eigentlichen Sinne ist.

Mehrere Metallatome können zusammen ihre Elektronen loslösen, sodass Atomrümpfe nebeneinander liegen und von jedem Atomrumpf entsprechend viele Elektronen losgelöst werden, welche die Atomrümpfe umgeben.

Primärbindungen Aufbau einer Metallbindung StudySmarterAbbildung 4: Aufbau einer Metallbindung bestehend aus den positiv geladenen Atomrümpfen (rot) und den frei beweglichen Elektronen (blau)

Das funktioniert deshalb bei den Metallen, weil Metalle eine sehr geringe Elektronegativität haben und von daher eine schwache Anziehungskraft auf die Elektronen ausüben.

Die Atomrümpfe, die nebeneinander liegen, würden sich ohne das Elektronengas natürlich abstoßen, weil sie positiv geladen sind.

Durch das Elektronengas werden die Atomrümpfe aber elektrostatisch ,,fixiert" bzw. festgehalten, wenn man so will.

Die Metallatome können vom selben Element sein oder auch von verschiedenen Elementen.

Bei Metallbindungen von verschiedenen Elementen spricht man auch von Legierungen.

Die Leitfähigkeit von Metallen

Dadurch, dass bei Metallbindungen Elektronen frei beweglich um die Atomrümpfe vorliegen, können diese sehr einfach bewegt werden.

Das erklärt auch, warum Metalle so leitfähig sind.

Man kann nämlich die Elektronen eines Metalls durch Anlegen einer Spannung bewegen.

Bewegte Ladungen (in diesem Fall Elektronen) entsprechen dem Strom, den man aus dem Alltag kennt.

Je mehr frei bewegliche Elektronen vorliegen, desto leitfähiger ist das Metall.

Primärbindungen – Wann welche Bindung entsteht

Im Anschluss ist es wichtig zu verstehen, dass man bei allen Elementen zwischen Metallen und Nichtmetallen unterscheidet.

Grundsätzlich kannst du dir merken, dass die Elemente der ersten beiden Hauptgruppen (ohne Wasserstoff) Metalle sind.

Alle Elemente der siebten Hauptgruppe hingegen sind Nichtmetalle und einige Elemente der vierten bis sechsten Hauptgruppe auch (Kohlenstoff (C), Stickstoff (N), Sauerstoff (O), Phosphor (P), Schwefel (S) bzw. ,,CNOPS").

Auf welcher Basis man diese genau unterscheidet, erfährst du im entsprechenden Artikel zu der Thematik. Du kannst dir aber zumindest merken, dass Metalle grundsätzlich eine sehr niedrige Elektronegativität aufweisen, während Nichtmetalle eine höhere Elektronegativität aufweisen (größer als 2).

Jedoch kann man grundsätzlich sagen, dass folgende Paarung von Metall und Nichtmetall folgende Bindungen ergibt:

Nichtmetall + Nichtmetall ===> kovalente Bindung

Nichtmetall + Metall ===> Ionenbindung

Metall + Metall ===> Metallbindung

ΔEN < 0,50,5 < ΔEN < 1,71.7 < ΔEN
Bindungunpolar kovalentpolar kovalentionisch
BedeutungElektronen werden geteilt, wobei beide Atome in etwa gleich stark ziehen (keine Dipolbildung)Elektronen werden geteilt, wobei ein Atom deutlich stärker zieht (Dipolbildung)Elektronen wurden übertragen und entstandene Ionen ziehen sich an

Primärbindungen - Das Wichtigste

  • es gibt drei Primärbindungen: Ionenbindungen, Atombindungen, Metallbindungen
  • Primärbindungen sind, im Vergleich zu Sekundärbindungen, stärker
  • Ionenbindungen entstehen durch elektrostatische Anziehung von Ionen (,,plus" und ,,minus" ziehen sich an)
  • Atombindungen entstehen durch Überlappung von Elektronenhüllen, wodurch Elektronen geteilt werden
  • entsprechend der unten stehenden Tabelle lassen sich Bindungen mithilfe der Elektronegativitätsdifferenz kategorisieren und beschreiben
  • bei Metallbindungen sind Elektronen von den Atomkernen losgelöst und liegen frei beweglich um die Atomkerne/Atomrümpfe in Form eines sogenannten Elektronengases vor

Häufig gestellte Fragen zum Thema Primärbindungen

Ionenbindungen, Metallbindungen und Atombindungen sind sogenannte Primärbindungen.

Der Begriff der Primärbindungen fasst also diese drei Bindungsarten zusammen. Sie haben gemeinsam, dass sie im Vergleich zu anderen Bindungsarten deutlich stärker sind, weshalb man die Primärbindungen auch unter den starken Wechselwirkungen versteht.

Zu den primären Bindungen zählt man die Metallbindungen, Ionenbindungen und Atombindungen. 

Zu den sekundären Bindungen hingegen zählt man Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-Kräfte und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen.


Sekundärbindungen sind außerdem schwächer als Primärbindungen.

Wenn man von den Primärbindungen redet, unterscheidet man zwischen den folgenden drei Bindungsarten:

Atombindungen

Ionenbindungen

Metallbindungen


Es gibt jedoch auch die schwächeren, sogenannten Sekundärbindungen.

Insgesamt gibt es also mehr als drei Bindungen, aber wenn man von den Primärbindungen spricht, sind es tatsächlich genau die drei oben genannten.

Die stärkste Bindung ist die Ionenbindung.

Denn in Ionenbindungen ,,steckt" die meiste Energie.

Ferner gilt, dass je kleiner die Ionen sind, desto stärker ist auch die Ionenbindung. Denn dadurch kommen sich die Ionen näher, wodurch bei kleinerem Abstand die elektrostatische Anziehung steigt.

Finales Primärbindungen Quiz

Frage

Was ist eine Hydratation?

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Antwort

Hydratation ist das Anlagern von Wassermolekülen an Ionen und polaren Verbindungen.

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Frage

Handelt es sich bei der Hydratation um eine chemische Reaktion?

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Antwort

Bei der Hydratation handelt es sich um keine chemische Reaktion, sondern es ist ein physikalischer Vorgang. Es handelt sich um eine lockere Bindung zwischen dem Wasser und den Ionen aufgrund elektrostatischer Kräfte.

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Frage

Nenne ein anderes Wort für Hydrathülle.

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Antwort

Hydrathüllen werden auch Hydrat-Sphären genannt.


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Frage

Warum kann eine zweite Hydrat-Sphäre entstehen?


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Antwort

Eine zweite Hydrat-Sphäre ist durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen möglich. Das kommt besonders bei kleinen Ionen vor.

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Frage

Welche elektrostatischen Kräfte sind bei der Hydratisierung aktiv?

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Antwort

Ion-Dipol-Wechselwirkungen

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Frage

Was ist die Hydratationesenergie?


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Antwort

Die Hydratationsenergie ist die Energie, die während der Hydratation frei wird.

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Frage

Wovon hängt die Hydratationsenergie ab?

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Antwort

Die Hydratationsenergie ist abhängig von der Größe und Ladung der Ionen.

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Frage

Welcher Zusammenhang hinsichtlich Hydratationsenergie und Ionen ist richtig?

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Antwort

Je kleiner das Ion und je größer die Ladung des Ions, desto größer ist die freigesetzte Hydratationsenergie.

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Frage

Was bestimmt über die Wasserlöslichkeit von Salzen?

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Antwort

Gitterenergie und Hydratationsenergie

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Frage

Wann ist ein Salz wasserlöslich bzw. nicht in Wasser löslich?

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Antwort

Ein Salz ist in Wasser löslich, wenn die Hydratationsenergie größer ist als die Gitterenergie.

Ist die Gitterenergie größer als die Hydratationsenergie, ist das Salz nicht in Wasser löslich.

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Frage

Welchen Effekt haben Hydrathüllen beim Lösen eines Salzes?

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Antwort

Die Hydrathüllen schwächen die Anziehungskräfte zwischen den Ionen des Salzes. Diese lassen immer mehr nach, sodass es schließlich zum Lösen des Salzes kommt.

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Frage

Beschreibe den Zusammenhang zwischen Hydratationsenergie und Ionenradius.

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Antwort

Der Ionenradius ist ein Maß für die Ionengröße. Bei Ionen mit einem kleineren Ionenradius ist die Ladung konzentrierter als bei einem Ion mit größerem Ionenradius. Somit lagern sich mehr Wassermoleküle an und die Hydratationsenergie ist größer.

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Frage

Beschreibe den Vorgang der Dissoziation eines Salzes.

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Antwort

Wassermoleküle umgeben das Salz und adsorbieren sich an das Ionengitter des Salzes. Es bilden sich Ion-Dipol-Wechselwirkungen aus. Die Wassermoleküle lösen schließlich einzelne Ionen aus dem Ionengitter heraus. Das Salz dissoziiert.


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Frage

Was bedeutet ein "aq." in einer Reaktionsgleichung?

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Antwort

Ein "aq," bedeutet "in Wasser gelöst".

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Frage

Beschreibe die Hydratisierung von Ionen durch Wassermoleküle.

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Antwort

Die Wassermoleküle bestehen aus einem partiell positiven Wasserstoffteilchen und einem partiell negativ geladenen Sauerstoffteilchen. Der partiell negative Sauerstoff richtet sich zu den Kationen aus und der partiell postive Wasserstoff richtet sich zu den Anionen aus. Die Wassermoleküle bilden so Hydrathüllen um die Ionen. Eine Hydratisierung hat stattgefunden.


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Frage

Welcher Vorgang wird auch als Hydratation bezeichnet?

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Antwort

Das Einlagern von Wasser in Festkörpern und die Ausbildung von Kristallwasser wird auch als Hydratation bezeichnet.


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Frage

Wohin wandern die Ionen in einem elektrischen Feld?

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Antwort

​In einem elektrischen Feld wandern die Anionen zur Anode und die Kationen zur Kathode.

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Frage

Warum haben Hydroniumionen und Hydoxidionen höhere Werte für die Ionenbeweglichkeit?

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Antwort

Hydroniumionen und Hydroxidionen haben höhere Werte durch die Möglichkeit zur Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen und den Grotthus-Mechanismus.

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Frage

Von welchen Parametern ist die Ionenbeweglichkeit abhängig?


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Antwort

Die Ionenbeweglichkeit ist abhängig von der Ionenladungen, der Ionengröße, der Hydrathülle und den Wechselwirkungen der Ionen mit dem Wasser.

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Frage

Wie hängt die Ionenbeweglichkeit mit der molaren Leitfähigkeit zusammen?

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Antwort

Das Produkt aus der Ionenbeweglichkeit und der Faraday-Konstante ergibt die molare Leitfähigkeit.

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Frage

Wie wird die molare Leitfähigkeit noch genannt?

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Antwort

Sie wird auch Äquivalentleitfähigkeit genannt.

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Frage

Was ist die Elektrophorese?


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Antwort

Die Elektrophorese ist die Wanderung von Ionen und Molekülen in einer Lösung in einem elektrischen Feld.

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Frage

Wofür wir die Elektrophorese genutzt?

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Antwort

Die Elektrophorese wird für die Trennung von Molekülen genutzt.

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Frage

Nennen Sie zwei Anwendungsbereiche der Elektrophorese.

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Antwort

Die Elektrophorese wird in der Biologie und Medizin zur DNA-Analyse und DNA-Sequenzierung genutzt. Außerdem wird sie zur Trennung von Proteinen genutzt.

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Frage

Was beeinflusst die Wanderungsgeschwindigkeit der Ionen und Moleküle bei der Elektrophorese?

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Antwort

Teilchenladung, Teilchengröße, die Stärke des elektrischen Felds sowie die Viskosität des Lösungsmittels beeinflussen die Wanderungsgeschwindigkeit.


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Frage

Warum erfolgt eine Trennung der Moleküle bei der Elektrophorese?

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Antwort

Die Trennung erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeiten der Moleküle.

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Frage

Erkläre kurz den Grotthus-Mechanismus.

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Antwort

Der Grotthus-Mechanismus ermöglicht eine schnellere Ionenwanderung bei Hydroxidionen und Hydroniumionen durch die Wasserstoffbrückenbindungen. Die Protonen wandern schneller in einer wässrigen Lösung durch das Auflösen und Neuverbinden der Bindungen und Wasserstoffbrückenbindungen.

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Frage

Wo spielt die Ionenbeweglichkeit neben der Elektrophorese noch eine Rolle?

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Antwort

Die Ionenbeweglichkeit (in der Gasphase) spielt bei Ionen-Mobilitäts-Spektrometern eine Rolle.

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Frage

Durch welches Verfahren wird Siedesalz gewonnen?

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Antwort

Siedesalz wird durch die kontrollierte Bohrlochsolung gewonnen

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Frage

Durch welches Verfahren wird Meersalz gewonnen?

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Antwort

Meersalz wird durch sogenannte Salzgärten durch Ebbe und Flut in warmen Gebieten gewonnen.

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Frage

Durch welches Verfahren wird Steinsalz gewonnen?

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Antwort

Durch den bergmännischen Abbau, also durch unterirdisches Bohren und Sprengen, wird Steinsalz gewonnen.

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Frage

Aus welchen Elementen setzt sich Kochsalz zusammen?

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Antwort

Kochsalz ist aus den elementaren Stoffen Natrium (Na) und Chlor (Cl) aufgebaut.

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Frage

Definiere den Begriff Kochsalzgewinnung.

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Antwort

Unter Kochsalzgewinnung verstehst du die Entnahme von bestimmten, leicht löslichen Salzen aus einem, teilweise natürlichen, Vorkommen. Daraufhin werden die gewonnenen Salze verfügbar gemacht, um sie aufzubereiten und zu verwenden. Fast ausschließlich wird damit die Gewinnung, Aufbereitung und Verarbeitung von Kochsalz gemeint.

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Frage

Richtig oder Falsch?


Kochsalz Entstehung


Um den genauen Ursprung der Kochsalzgewinnung zu untersuchen, musst du bis in die Jungsteinzeit (ca. 5800 und 4000 v. Chr.) und Bronzezeit (ca. 3300 und 1200 v. Chr.) zurückreisen. Schon damals wurde im Stadtteil, der heute als Sachsen-Anhalt bekannt ist, aus Solequellen Kochsalz gewonnen.

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Antwort

Richtig

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Frage

Fülle die Lücken:


Zu den ersten deutschen Salinenstätten galten die 1) .................. (seit dem 7. Jhd.), 2) ...................................... (seit 696 v. Chr.) und 3) ............................... ................ (seit 1037). 


Antwort anzeigen

Antwort

1) Soest 

2) Lüneburg 

3) Schwäbisch Hall 

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Frage

Erläutere in einem Satz, durch welche Verfahren Kochsalz gewonnen werden kann.

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Antwort

Auf der ganzen Welt werden hauptsächlich drei Methoden angewendet, um Kochsalz zu gewinnen: der bergmännische Abbau, die Bohrlochsolung und die Gewinnung aus Salzgärten.

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Frage

Welche Aussagen sind wahr?


Bergmännischer Abbau von Steinsalz

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Antwort

Meistens erfolgt der Abbau des Salzes im sogenannten Kammerabbauverfahren.

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Frage

Was ist Sole?

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Antwort

Sole ist nichts anderes als eine Salz-Wasser-Mischung.

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Frage

Fülle die Lücken:


Bohrlochsolung


Es bilden sich, teilweise trichterförmige, 1) ..................................... Diese werden als 2) .................................. bezeichnet. Auf einen Quadratkilometer Fläche werden meistens circa sieben bis acht dieser 3) ............................. platziert. Dazwischen werden noch ausreichend große 4) ................................. angebracht, mit dem Zweck die Erdoberfläche zu 5) ......................................

Antwort anzeigen

Antwort

 1) Hohlräume

2) Kaverne  

3) Kavernen 

4) Stützpfeiler 

5) unterstützen 

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Frage

Welche Aussagen über die Bohrlochsolung sind falsch?

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Antwort

Die gesättigte Sole muss einen Natriumchlorid-Anteil von 26,4% aufweisen.

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Frage

Das Verfahren der Kochsalzgewinnung durch Salzgärten ist das wohl ........ Verfahren.

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Antwort

Das Verfahren der Kochsalzgewinnung durch Salzgärten ist das wohl älteste Verfahren.

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Frage

Erkläre, wie aus Meerwasser Meersalz gewonnen werden kann.

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Antwort

Zuerst wird Meerwasser mithilfe eines Systems in flach geformte Becken geleitet, die aus dem Sand des Strandes gebaut werden. Diese Becken werden als Salzgärten bezeichnet. Das Wasser verdunstet schließlich wegen der Sonneneinstrahlung nach einer Zeit. 


Die im Meerwasser gelösten Ionen kristallisieren dadurch je nach ihrer Löslichkeit aufeinanderfolgend - die Ionen ordnen sich also praktisch von selbst in Schichten des entsprechenden Salzes an. In der Obersten findet man das Kochsalz, der nach dem Trocknen abgeschöpft wird. 

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Frage

Das Tote Meer hat einen NaCl-Anteil von ..... %.

Antwort anzeigen

Antwort

7,93%

Frage anzeigen

Frage

Warum ist Kochsalz so wichtig für den Menschen?

Antwort anzeigen

Antwort

Kochsalz ist nicht nur wegen dem Geschmack wichtig für uns. Salz gehört zu den wichtigsten Mineralstoffen zum Überleben, sowohl für Menschen, als auch für Tiere. 

Beispielsweise zur Bildung der Magen-(Salz)Säure, für die Muskelerregung und die Nervenleitung ist Kochsalz essenziell.

Frage anzeigen

Frage

Was sind die Vorteile von Viehsalz?

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Antwort

Dieses Salz steigert Appetit der Tiere und fördert deren allgemeine Gesundheit.

Frage anzeigen

Frage

Kochsalz kann als Konservierungsmittel eingesetzt werden. Wieso?

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Antwort

Kochsalz entzieht dem Lebensmittel die Feuchtigkeit, also die Grundlage Wasser. Dadurch können sowohl schädliche Organismen entzogen, als auch Keime und Krankheitserreger abgetötet werden.

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Frage

Welche Primärbindungen gibt es?

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Antwort

Man unterscheidet zwischen drei Primärbindungen:

Ionenbindungen

Metallbindungen

Atombindungen

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Frage

Die Elektronegativitätsdifferenz zwischen zwei Atomen sei gleich 3. Welchen Bindungstyp erwartet man?

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Antwort

Da die ,,Zugstärke" der Atome an den Elektronen sehr unterschiedlich ist, (ein Atom zieht bedeutend stärker) werden Elektronen auf das viel stärkere Atom übertragen ( Δ EN > 1.7). Es handelt sich um eine Ionenbindung.

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Frage

Was hält ionische Bindungen zusammen?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei ionischen Bindungen ziehen sich die Kationen und Anionen elektrostatisch an, denn sie haben beide entgegengesetzte Ladungen (Kation:positv und Anion:negativ).

Frage anzeigen

Frage

Was hält kovalente Bindungen zusammen?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei kovalenten Bindungen werden die Elektronen zwischen zwei Atomen geteilt.

Das geschieht durch Überlappung zweier Elektronenschalen. Beide Atome ziehen an den Elektronen und haften somit sozusagen aneinander.

Frage anzeigen
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