Thema: Brauche Hilfe von Chemieexperten. (Ionenverbindungen,Atomverbindungen)

Hallo Leute.
Weil ich dieses Schuljahr so schlecht in Chemie war schreib ich in 3 Wochen eine Nachprüfung.
Ich hab ein Chemiebuch zu den Themen gelesen verstehe aber so gut wie nichts.
Hier sind Musteraufgaben die ich von meinem Chemielehrer bekommen habe, könnt ihr sie vielleicht lösen und die Lösungen erklären?
Vielen Dank, ich zähle auf euch

1.Das Element Chlor (Hauptgruppe VII) kann sich mit vielen Elementen verbinden, so z.B.
mit Magnesium (Hauptgruppe II) oder auch mit Kohlenstoff (Hauptgruppe IV).
Die entstehenden Verbindungen sind in ihren Eigenschaften sehr unterschiedlich.
Die Magnesium-Chlor-Verbindung ist kristallin und gut wasserlöslich, die Kohlenstoff-Chlor-Verbindung ist eine wasserunlösliche leicht verdampfende Flüssigkeit.


1.1Erläutere für Magnesium und Chlor, wie die Bindung zustande kommt, und begründe die Eigenschaften der Verbindung.


1.2 Erläutere für die Kohlenstoff-Chlor-Verbindung,welcher Bindungstyp hier vorliegt und
wie die Moleküle gebaut sind.Gib eine Erklärung für die Wasserunlöslichkeit dieses Stoffes.


1.3 Begründe kurz, warum Verbindungen des Chlors so grundsätzlich unterschiedliche Eigenschaften besitzen können und wie man dies aus der Stellung der jeweiligen Partner im Periodensystem voraussagen kann.


1.4 Erst,Wenn Chorwasserstoff (HCl) in Wasser gelöst wird, ergeben sich die typischen Säure-Eigenschaften (Salzsäure). Dann erst entsteht auch Leitfähigkeit.
Gib dafür eine Erklärung.


Elektronegativitäten:
Mg 1,3 H 2,2 C 2,6 Cl 3,2

Welche Überlegungen hast du denn bisher selbst dazu angestellt?
Die halbe Miete hast du schon, wenn du weißt was die Elektronegativität bedeutet und was Polarität ist.
Die Elektronegativität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms ein Bindungselektron zu sich zu ziehen. Je höher die Elektronegativität desto stärker zieht es das Elektron zu sich.
Mal angenommen du hast zwei Atome A und B mit unterschiedlicher Elektronegativität. Wenn jetzt B eine größere Elektronegativität als A hat, zieht B die Bindungselektronen stärker zu sich als A. Es bildet sich eine Polarität aus, wobei B eine negative Teilladung und A eine positive Teilladung bekommt, da schließlich B das negativ geladene Elektron zu sich rüberzieht. Du hast also einen Dipol. Je stärker die Differenz der Elektronegativität zwischen A und B ist, desto ausgeprägter ist dieser Dipol. Jetzt ist es so, dass sich ungleichnahmige pole anziehen. Aus diesem Dipolcharakter resultiert also eine intermolekulare Wechselwirkung, die anziehend wirkt. Stark zusammenhaltende Moleküle verflüchtigen sich eher weniger schnell und sind fest bzw. kristallin. Schwach zusammenhaltende Moleküle verflüchtigen sich schnell und sind eher nicht fest, je nachdem flüssig oder gasförmig.
Damit kannst du schonmal Aufgabe 1.3 lösen.
Bzgl. der wasserlöslichkeit gibts in der Schule die Faustregel "ähnliches löst sich in ähnlichem" oder speziell hier "polares löst sich in Polarem". Wassermoleküle haben einen sehr ausgeprägten Dipolcharakter.

Und zu den Bindungstypen:
Es gibt kovalente, polarisierte- und ionische Molekülbindungen. Das sind zumindest die wichtigsten.

Zu 1.3
Okay das würde heißen die Verbindungen sind so unterschiedlich weil Chlor eine so große Elektronegativität hat und man kann das anhand der Hauptgruppe des anderen Moleküls und den EN-Wert vorraussagen.
Je höher also der EN-Wert der beiden Moleküle ist desto langsamer verflüchtigt sich die Verbindung und es ist desswegen wahrscheinlicher das es ein fester kristalliner Stoff wird.

Zu 1.4
Vielleicht ist Chorwasserstoff ein Dipol und da Wasser auch ein Dipol ist legen sich die Kationenen auf die Anionen und umgekehrt und daruch wird das HCl gelöst (fällt in sich zusammen?) und Salze bleiben im Wasser zurück die den Strom leiten.

Entschuldigung wenn das falsch ist Chemie war nie einfach für mich.

CRYTEK

Zu 1.4
Vielleicht ist Chorwasserstoff ein Dipol und da Wasser auch ein Dipol ist legen sich die Kationenen auf die Anionen und umgekehrt und daruch wird das HCl gelöst (fällt in sich zusammen?) und Salze bleiben im Wasser zurück die den Strom leiten.

Naja erst wenn es im Wasser sich loest und mit dem Wasser reagiert kommt das fuer Saeuren typische Hydroniumion frei. Chlorwasserstoff reagiert mit dem Wassermolekuel zu H3O(+) und Cl(-) und somit kommen Ionen frei. Ionen sind geladene Teilchen und somit elektrische Ladungstraeger. So wird die Fluessigkeit leitfaehig!

Und Chlorwasserstoff ist ein Gas !
Gruesse
Cyanwasserstoff

Cyanwasserstoff

Und Chlorwasserstoff ist ein Gas !

Stimmt, das sollte mir schon allein der Name sagen.

CRYTEK

Zu 1.3
Okay das würde heißen die Verbindungen sind so unterschiedlich weil Chlor eine so große Elektronegativität hat und man kann das anhand der Hauptgruppe des anderen Moleküls und den EN-Wert vorraussagen.
Je höher also der EN-Wert der beiden Moleküle ist desto langsamer verflüchtigt sich die Verbindung und es ist desswegen wahrscheinlicher das es ein fester kristalliner Stoff wird.

Irgendwie hast du dich unverständlich ausgedrückt bzw. Begriffe durcheinander gebracht. Jedenfalls versteh ich nicht so ganz worauf du hinauswillst.
Welche Hauptgruppe eines Moleküls? Moleküle haben doch keine Hauptgruppe.

Ich meinte Elemente. Naja ich weiß nicht wie man das genau bezeichnet.

Also falls man weiß in welcher Gruppe sich das andere Element befindet und man dessen EN-Wert kennt kann man vorraussagen was für eine Verbindung das wird.
Bei einem hohen gemeinsamen EN-Wert ist es ein langsam verflüchtigender kristaliner feststoff und bei einem niedrigen eine schnell verflüchtigende flüssige oder gasförmige Verbindung.

CRYTEK

Also falls man weiß in welcher Gruppe sich das andere Element befindet und man dessen EN-Wert kennt kann man vorraussagen was für eine Verbindung das wird.
Bei einem hohen gemeinsamen EN-Wert ist es ein langsam verflüchtigender kristaliner feststoff und bei einem niedrigen eine schnell verflüchtigende flüssige oder gasförmige Verbindung.

Entscheidend sind nicht die EN-Werte, sondern die Differenzen der EN-Werte beider an der Bindung beteiligten Atomen.
Mal ein Beispiel:
Fluorwasserstoff HF.
F hat eine Elektronegativität von 4
H hat eine Elektronegativität von 2,1
=> Die Differenz der Elektronegativität ist 1,9.
Das ist der eigentlich relevante Wert. Je größer die Differenzen der Elektronegativitäten sind, desto polarer sind die Bindungen.
Ist die Differenz null, so ist die Bindung unpolar und perfekt kovalent.
Ein einfaches Beispiel wäre das Wasserstoff molekül H2.
H hat die EN von 2,1
H hat die EN von 2,1
Die Differenz ist 2,1-2,1=0
Anhand der Differenz kann man ungefähr abschätzen wann eine Bindung ionisch, wann polarisiert und wann kovalent ist.
ungefähr wenn die Differenz größer als 1,7 ist, ist es meistens eine ionische Bindung. Es gibt aber auch Ausnahmen. Fluorwasserstoff ist eine Ausnahme. Diese Bindung ist mehr kovalent als ionisch, alles ziemlich polar.
Dass dies mit den Elektronegativitäten nicht immer hinhaut, liegt einfach daran, dass es sich um einen sehr einfachen Versuch handelt, schnell bestimmte Eigenschaften qualitativ abschätzen zu können. In vielen Bereichen funktioniert das auch gut. Es gibt aber natürlich zuverlässigere Methoden, so lässt sich über die Betrachtung von Dipolmomenten stets der richtige Bindungstyp zuordnen und sogar ein genaues maß für den kovalenten anteil angeben, aber ich denke das übersteigt die Anforderungen, die an dir als Chemieschüler gestellt werden.
Eine perfekt ionische Bindung existiert übrigens nicht, in jeder ionischen Bindung gibt es einen kovalenten Anteil. Perfekt kovalente Bindungen gibt es bei zweiatomigen Molekülen mit zwei gleichen atomen wie H2, I2 usw. . Wobei es dort aber zu einer kovalent-ionischen-Resonanz kommt.

Okay danke, hatte auch schon im Kopf das es um die EN-Differenz geht war mir aber nicht sicher.
Bei welcher differenz geht man von einem Dipol aus? 1,7 ?

Und kannst du die oben angegebenen Aufgaben lösen und mir den Lösungsweg erklären?

CRYTEK

Okay danke, hatte auch schon im Kopf das es um die EN-Differenz geht war mir aber nicht sicher.
Bei welcher differenz geht man von einem Dipol aus? 1,7 ?

Und kannst du die oben angegebenen Aufgaben lösen und mir den Lösungsweg erklären?

Die Faustregel besagt, dass ab einer EN-Differenz von 1,7 eine ionische Bindung vorliegt. Es gibt aber Ausnahmen wie z.B. HF. Es ist halt als Fausregel und nicht als allgemeingültiges Prinzip zu verstehen. Wenn sich Metall und nicht-Metall binden, wie z.B. bei NaCl hast du meistens auch ionische Bindungen, was mit den EN-Differenzen korreliert.

Ja die Aufgaben könnte ich lösen. Sie wurden aber teilweise bereits gelöst. Was ist dir daran denn noch unklar?

OmegaPirat

Die Faustregel besagt, dass ab einer EN-Differenz von 1,7 eine ionische Bindung vorliegt.

Ah das heißt das unter der EN differenz von 1,7 ein Dipol vorliegt (also bis ca 0,4)?

OmegaPirat

Ja die Aufgaben könnte ich lösen. Sie wurden aber teilweise bereits gelöst. Was ist dir daran denn noch unklar?

Ich hätte das bitte generell nochmal zur Übersicht damit ich mir das genau angucken kann und es mir genau einprägen kann.

Wär echt gut wenn mir jmd helfen könnte..

Ich habe mal versucht das zu formulieren.

1.1

Das Magnesiumatom gibt zwei Elektronen an zwei Chloratome ab, wodurch es zu einer Anziehung zwischen Magnesium und Chlor kommt. Es handelt sich dabei um eine Ionenbindung. Magnesiumchlorid bildet einen Ionenkristall. Magnesiumchlorid ist ein Salz und hat entsprechend die typischen Eigenschaften eines Salzes wie spröde, hart, gut wasserlöslich...

1.2

Es handelt sich um eine kovalente Bindung. Das Kohlenstoffatom verfügt über vier Valenzelektronen, während das Chloratom insgesamt sieben Valenzelektronen hat. Von den sieben Valenzelektronen liegen sechs als freies Elektronenpaar und eines als einzelnes Elektron vor.
Bei der Bindung bildet das einzelne Valenzelektron des Chloratoms mit einem Valenzelektron des Kohlenstoffatoms ein Elektronenpaar. Die beiden an dieser Bindung beteiligten Elektronen gehören nun zu beiden Atomen.
Bei CCl handelt es sich um kein stabiles Molekül, da Kohlenstoff noch drei weitere nicht als Elektronenpaar vorliegende Valenzelektronen hat. Diese können z.B. mit den Valenzelektronen drei weiterer Chlorstoffatome eine Bindung eingehen. Das daraus entstehene Molekül ist Tetrachlormethan. Es ist tetraedrisch aufgebaut. Andere mögliche Molkeküle wären Chlormethan, Dichlormethan oder Trichlormethan.
Die EN-Differenz zwischen Chlor und Kohlenstoff ist relativ gering, so dass die Polarität nicht sonderlich ausgeprägt ist. Unpolare Molkeküle sind in Wasser nicht oder nur schlecht löslich.



1.3

Die unterschiedlichen Bindungspartner haben unterschiedliche EN-Werte. Damit unterscheiden sich die EN-Differenzen der unterschiedlichen Chlorverbinungen. Je größer die EN-Differenz, desto größer ist die Polarität des Moleküls. Eine höhere Polarität bedeutet eine bessere Wasserlöslichkeit. Aufgrund der durch die größere Polarität bedingten höheren zwischenmolekularen Anziehungskräften sind polare Moleküle durch eine höhere Siede- und Schmelztemperatur als die unpolaren Moleküle charakterisiert.
Im Periodensystem nimmt die Kernladungszahl der Atome von links nach rechts zu. Eine höhere Kernladungszahl bedeutet eine größere Anziehung der Elektronen, weshalb die Elektronegativität von links nach rechts zunimmt. Von oben nach unten (also innerhalb einer Hauptgruppe) nimmt die Kernladungszahl zwar auch zu, allerdings geht man von oben nach unten in die höheren Schalen über, weshalb die Kernabschirmung durch die Hüllenelektronen in dieser Richtung drastisch zunimmt. Insgesamt nimmt die Elektronegativität von oben nach unten ab. Zusammenfassend kann man sagen, dass die Elektronegativität von unten links (Francium) nach oben rechts (bis Fluor) zunimmt. Damit lassen sich anhand der Stellung des Bindungspartners im Periodensystem Aussagen über den polaren Charakter der Bindung machen.

1.4
HCl dissoziiert in Wasser in H+ und Cl-. H+ lagert sich dabei an ein Wassermolekül H2O, was dann zu H3O+ wird. Eine Säure ist ein Protonendonator. HCL "spendet" offenbar H+-Ionen, was ein Charakteristikum einer Säure ist. Die Konzentration der H3O+-Ionen im Wasser ist ein Maß für die Säurestärke. Bei der PH-Messung macht man nichts anderes als die H+-Konzentration zu messen.
Die Ionen im Wasser ermöglichen den Ladungstransport. Bspw. kann man an einer Stelle im Wasser eine positive Elektrode an einer anderen Stelle eine negative Elektrode anbringen. Die Cl- Ionen werden von der positiven Elektrode angezogen und geben unter Bildung von Cl2 ihr Elektron an die Elektrode ab. Die H3O+ Ionen wandern zur der negativen Elektrode und nehmen von der Elektrode ein Elektron auf.

Hab die Nachprüfung bestanden, danke