Ionische Verbindungen bestehen eher aus Ionen als aus Molekülen. Anstatt Elektronen in kovalenten Bindungen zu teilen, übertragen ionische Verbindungsatome Elektronen von einem Atom zu einem anderen, um eine Ionenbindung zu bilden, die auf elektrostatischer Anziehung beruht, um die Atome zu halten zusammen. Kovalent gebundene Moleküle teilen sich Elektronen und wirken als stabile, einzelne Einheit, während eine Ionenbindung zu unabhängigen Ionen mit positiver oder negativer Ladung führt. Aufgrund ihrer speziellen Struktur haben ionische Verbindungen einzigartige Eigenschaften und reagieren leicht mit anderen ionischen Verbindungen, wenn sie in Lösung gebracht werden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Ionische Verbindungen sind Materialien, deren Atome eher ionische Bindungen als Moleküle mit kovalenten Bindungen gebildet haben. Die ionischen Bindungen bilden sich, wenn Atome, die lose Elektronen in ihrer äußeren Hülle haben, mit Atomen reagieren, die eine äquivalente Anzahl von Elektronen benötigen, um ihre Elektronenhülle zu vervollständigen. Bei solchen Reaktionen übertragen die Elektronendonatoratome die Elektronen in ihren äußeren Schalen auf die empfangenden Atome. Beide Atome haben dann vollständige und stabile äußere Elektronenhüllen. Das Donoratom wird positiv geladen, während das empfangende Atom negativ geladen ist. Die geladenen Atome werden voneinander angezogen und bilden die ionischen Bindungen der ionischen Verbindung.
Wie ionische Verbindungen entstehen
Die Atome von Elementen wie Wasserstoff, Natrium und Kalium haben nur ein Elektron in ihrem äußerste Elektronenhülle, während Atome wie Kalzium, Eisen und Chrom mehrere lose gehalten haben Elektronen. Diese Atome können die Elektronen in ihrer äußersten Schale an Atome abgeben, die Elektronen benötigen, um ihre Elektronenschalen zu vervollständigen.
Die Atome von Chlor und Brom haben sieben Elektronen in ihrer äußersten Schale, wo acht Elektronen Platz haben. Sauerstoff- und Schwefelatome benötigen jeweils zwei Elektronen, um ihre äußersten Schalen zu vervollständigen. Wenn die äußerste Hülle eines Atoms vollständig ist, wird das Atom zu einem stabilen Ion.
In der Chemie entstehen ionische Verbindungen, wenn Donoratome Elektronen auf empfangende Atome übertragen. Zum Beispiel kann ein Natriumatom mit einem Elektron in seiner dritten Schale mit einem Chloratom reagieren, das ein Elektron benötigt, um NaCl zu bilden. Das Elektron vom Natriumatom geht auf das Chloratom über. Die äußerste Schale des Natriumatoms, die jetzt die zweite Schale ist, ist mit acht Elektronen gefüllt, während die äußerste Schale des Chloratoms ebenfalls mit acht Elektronen gefüllt ist. Die entgegengesetzt geladenen Natrium- und Chlorionen ziehen sich an, um die NaCl-Ionenbindung zu bilden.
In einem anderen Beispiel können zwei Kaliumatome mit jeweils einem Elektron in ihrer äußersten Schale mit einem Schwefelatom reagieren, das zwei Elektronen benötigt. Die beiden Kaliumatome übertragen ihre beiden Elektronen auf das Schwefelatom, um die ionische Verbindung Kaliumsulfid zu bilden.
Polyatomionen
Moleküle können selbst Ionen bilden und mit anderen Ionen reagieren, um Ionenbindungen zu bilden. Solche Verbindungen verhalten sich hinsichtlich der ionischen Bindungen wie ionische Verbindungen, weisen aber auch kovalente Bindungen auf. Stickstoff kann beispielsweise mit vier Wasserstoffatomen kovalente Bindungen eingehen, um das Ammoniumion zu erzeugen, aber das NH4 Molekül hat ein zusätzliches Elektron. Als Ergebnis ist NH4 reagiert mit Schwefel zu (NH4)2S. Die Bindung zwischen NH4 und das Schwefelatom ist ionisch, während die Bindungen zwischen dem Stickstoffatom und den Wasserstoffatomen kovalent sind.
Eigenschaften ionischer Verbindungen
Ionische Verbindungen haben besondere Eigenschaften, da sie nicht aus Molekülen, sondern aus einzelnen Ionen bestehen. Beim Auflösen in Wasser brechen die Ionen auseinander oder dissoziieren voneinander. Sie können dann problemlos mit anderen gelösten Ionen an chemischen Reaktionen teilnehmen.
Da sie eine elektrische Ladung tragen, leiten sie beim Auflösen Elektrizität, und ionische Bindungen sind stark und benötigen viel Energie, um sie zu brechen. Ionische Verbindungen haben hohe Schmelz- und Siedepunkte, können Kristalle bilden und sind im Allgemeinen hart und spröde. Mit diesen Eigenschaften, die sie von vielen anderen auf kovalenten Bindungen basierenden Verbindungen unterscheiden, kann die Identifizierung ionischer Verbindungen helfen, vorherzusagen, wie sie reagieren und welche Eigenschaften sie haben werden.