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Stoffeigenschaften von Salzen
Die Ionengröße von Kationen und Anionen spielt eine wichtige Rolle für die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Salzen. Sie lässt sich durch den Vergleich der Atombau und Elektronenkonfiguration der beteiligten Atome erklären.
Kationen
Ein Kation entsteht, wenn ein Atom ein oder mehrere Elektronen abgibt. Diese Elektronenabgabe führt zu einer positiven Ladung des Atoms. Im Allgemeinen resultiert die Elektronenabgabe in einer Reduzierung der Elektronenhülle, die das Atom umgibt, da das Atom nun weniger Elektronen als Protonen besitzt. Da die Elektronen, die die äußeren Schalen besetzen, entfernt werden, kann sich die elektrostatische Anziehung zwischen dem verbleibenden Elektronen und dem Kern verstärken. Dies zieht die Elektronenhülle näher an den Kern heran, was zur Folge hat, dass das Kation kleiner ist als das ursprüngliche Atom.
Anionen
Im Gegensatz dazu entsteht ein Anion, wenn ein Atom ein oder mehrere Elektronen aufnimmt. Diese Aufnahme führt zu einer negativen Ladung des Atoms. Durch die zusätzlichen Elektronen erhöht sich die Elektronenanzahl gegenüber der Protonenanzahl im Kern, was eine Erweiterung der Elektronenwolke zur Folge hat. Die Hinzufügung von Elektronen kann zudem eine neu gefüllte oder teilweise gefüllte Schale erzeugen, die die räumliche Ausdehnung des Atoms vergrößert. Daher ist das Anion größer als das ursprüngliche Atom.
Vergleich der Ionengröße
Der Atombau erklärt also, warum Kationen kleiner und Anionen größer als ihre jeweiligen Neutralatome sind:
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Kationen: Verlust von Elektronen führt zu einer geringeren Abstoßung zwischen den verbleibenden Elektronen. Der Effekt der Kernladung auf die Elektronen wird stärker, was die Elektronen näher an den Kern zieht und zu einer verkleinerten Ionengröße führt.
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Anionen: Gewinn von Elektronen führt zu einem Anstieg der Elektron-Elektron-Abstoßung in der Elektronenhülle. Dies, gepaart mit der Tatsache, dass zusätzliche Elektronen die externe Schale erweitern können, resultiert in einer größeren Ionengröße.
Zusammenfassend beeinflusst die Anzahl der Elektronen, die ein Atom abgibt oder aufnimmt, um ein Ion zu bilden, dessen Größe im Vergleich zum Neutralatom: Elektronenverlust führt zu kleineren Kationen, während Elektronengewinn zu größeren Anionen führt. Dieses Prinzip lässt sich anhand des Atombaus und der Elektronenkonfiguration erklären.
