Eigenschaften von lonenverbindungen

Ionenverbindungen leiten in wassriger Losung und in geschmolzenem Zustand den elektri – schen Strom. DarUber hinaus besitzen sie eine Reihe weiterer charakteristischer Eigen­schaften: Salzkristalle sind harte, sprode Stoffe, die bei mechanischer Beeinflussung leicht zerstort werden konnen. Im Vergleich zu den molekularen Stoffen besitzen sie hohe Schmelz – und Siedepunkte. Die hohen Temperaturen beim Schmelzen eines Salzes (z. B. NaCl, Smp. 801 °С) sind notwendig, um die starken Anziehungskrafte zwischen den Ionen zu uberwinden und sie in bewegliche Teilchen in der Schmelze zu uberfuhren. Zwischen der Gitterenergie und der Schmelztemperatur von Salzen besteht ein unmittelbarer Zusam – menhang (Tab. 3.1). Ausnahmen wie BeO und MgO sind ein Beleg dafiir, dass die Schmelztemperatur einer Verbindung noch von weiteren Faktoren abhangt, z. B. vom Git – tertyp. ErwartungsgemaB wirkt sich die Starke der Anziehungskrafte im Gitter auch auf die Harte der Ionenverbindungen aus, wie die in Tab. 3.1 angefuhrten Hartegrade nach Mohs zeigen.

Die 1812 von Friedrich Mohs aufgestellte qualitative Harteskala (Mohssche Harteskala) ermoglicht eine bequeme Abschatzung der Harte von Mineralen und Metallen nach zehn Hartegraden. Dabei ist jeder Mohssche Hartegrad durch ein Referenzmineral gekennzeich – net. Nach steigenden Hartegraden (jeweils in Klammem) ergibt sich:

Talk Mg3(OH)2[Si205]2 (1), Gips CaS04 • 2 H20 (2), Kalkspat CaC03 (3), Flussspat CaF2 (4), Apatit Ca5(P04)3(0H, Cl, F) (5), Kalifeldspat K[AlSi308] (6), Quarz Si02 (7), Topas Al2F2[Si04] (8), Korund A1203 (9) und Diamant C (10). Jedes der angefuhrten Minerale ritzt das vor ihm stehende und wird vom nachfolgenden geritzt. Infolge der un – gleichen Abstande zwischen den einzelnen Hartestufen – der Unterschied zwischen den Ritzharten 9 und 10 ist groBer als der zwischen 1 und 9 (!) – ist die Mohssche Skala fur exakte Angaben unbrauchbar. Eine heute in der Technik weit verbreitete Harteangabe ist die Vickers-Harte VH (Angabe in N/mm2, [BK 1].

Tabelle 3.1 Gitterenergien, Schmelztemperaturen und Hartegrade einiger ausgewahlter lonenverbindungen

Verbindung

Gitterenergie (in kJ/mol, 25 °С)

Schmelztemperatur (in °С)

Hartegrad (nach Mohs)

BeO

-4519

2570

9,0

MgO

-3933

2800

6,5

CaO

-3523

2570

4,5

NaCl

-781

801

2,5

KC1

-710

770

2,2

In der chemischen Literatur wird haufig statt von Ionenbindung von Ionenbeziehung ge- sprochen. Damit soli deutlich gemacht werden, dass der Zusammenhalt zwischen den Ato –

men nicht durch ein gemeinsames Bindungselektronenpaar (Кар. 3.2.1), sondem durch die elektrostatische Wechselwirkung zwischen den Ionen des Gitters bewirkt wird.

Nicht in alien Fallen konnen durch den Ubergang eines Elektrons von einem Partner auf den anderen die beteiligten Atome eine stabile Edelgasschale erreichen. Betrachtet man zwei Atome eines im PSE rechts stehenden Elements (z. B. zwei Chloratome), so ist die Grundvoraussetzung einer Ionenbindung, dass beide Partner bei Elektroneniibergang eine stabile Edelgasschale erreichen, nicht erfullt. Nur das Chloranion (Chloridion) wurde das geforderte Elektronenoktett erreichen:

і ci – + і ci – ————– * і c/+ + і С/Г

Wie die Bindung zwischen zwei Nichtmetallatomen zustande kommt, soli im folgenden Kapitel besprochen werden.