Die ionische Bindung

Die Ionenbindung

Die Ionenbindung kommt durch die elektrostatische Anziehung zwischen Kationen und Anionen zustande. Kationen sind positiv geladene Ionen, Anionen negativ geladene. Kationen sind oft Metall-Ionen wie z.B. Natrium-Ionen (Na⁺-Ionen), aber es gibt auch Nichtmetall-Kationen wie das Ammonium-Ion NH₄⁺. Anionen sind Nichtmetall-Ionen wie das Chlorid-Ion Cl^- oder auch das Sulfat-Ion SO₄^2-.

Die Entstehung von Ionen (0:57)

Als Beispiel betrachten wir die Entstehung (im Modell) von NaCl, also Kochsalz, aus den Elementen.
Natrium als Element der ersten Hauptgruppe muss nur ein Elektron abgeben, um die Edelgaskonfiguration des Neons zu erreichen. Reagiert es mit einem Stoff, der „gerne“ Elektronen aufnimmt, wie z.B. Chlor, so kommt es zum vollkommenen Elektronenübertrag: Natrium gibt ein Elektron ab, wird zum Natrium-Kation Na⁺, Chlor nimmt das Elektron auf und wird zum Chlorid-Ion Cl^-. Beide Elemente konnten so die stabile Edelgaskonfiguration erreichen.

Die Entstehung der Ionenbindung und des Ionengitters (1:59)

Jedes geladene Teilchen wirkt durch elektrostatische Kräfte auf seine Umgebung. Ionen, die ja im Modell Kugeln sind, üben auch in jede Raumrichtung elektrostatische Kräfte aus. Daher ordnen sich die Kationen und Anionen abwechselnd in ein Gitter, das theoretisch unendlich groß werden kann. Wie sich die Ionen zueinander anordnen hängt von ihrem Größen- und Ladungsverhältnis ab. Es gibt verschiedene Gittertypen, die immer nach ihrem typischen Vertreter benannt sind: es gibt den Zinkblende ZnS-Typ, den Caesiumchlorid-Typ CsCl und den Natriumchlorid-Typ, den wir hier betrachten.

Die Eigenschaften der Ionenbindung (2:52)

Die entstehenden Ionengitter bilden wiederum Kristalle. Kristalle sind meist hochschmelzend bzw. deren Schmelzen hochsiedend, was bedeutet, dass die Ionenbindung sehr stabil ist.
Außerdem sind Kristalle hart und spröde: eigentlich ist es ein harter Werkstoff und nicht verformbar (wie z.B. ein Salzblock), werden aber durch Krafteinwirkung die Ionen so gegeneinander verschoben, dass sich Kation und Kation und Anion und Anion gegenüberstehen, so stoßen ihre gleichen Ladungen sich ab und der Kristall zerbricht.

Einschränkung (3:37)

Die Ionenbindung ist ein Modell, ein Grenzfall, der niemals komplett eintritt. Es gibt keine 100% ionische Verbindung, bei der die Elektronen zu 100 %  das „Atom wechseln“. Man spricht von einer Ionenbindung, wenn zwei Elemente sich verbinden, die eine hohe Elektronegativitätsdifferenz haben, und zwar ab einer ΔEN von 1,7. Ab hier spricht man davon, dass die Bindung einen 50 % ionischen Charakter hat.
Je größer die Elektronegativitätsdifferenz, desto größer auch der ionische Charakter. Daher ist Cäsiumfluorid die (nicht radioaktive) Verbindung mit dem größten ionischen Charakter: ΔEN ist hier 3,3, das entspricht einem 92%igen Ionencharakter.