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Erstellen von Reaktionsgleichungen
 
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Lord Sulfur



Anmeldungsdatum: 18.06.2006
Beiträge: 340
Wohnort: Tübingen

BeitragVerfasst am: 13. Sep 2007 22:02    Titel: Erstellen von Reaktionsgleichungen Antworten mit Zitat

Bevor du anfängst Summenformeln zu erraten musst du wissen, warum eigentlich Element A mit Element B zu AB reagiert. Wo liegt der Vorteil für A und B wenn sie reagieren? Wenn es keinen Vorteil gibt, findet natürlich keine Reaktion statt! Das was jedes Element erreichen will, der Grund weshalb es mit manchen anderen Stoffen reagiert und mit wieder anderen vielleicht nicht, ist folgender (Oktettregel):
Jedes Atom will acht Elektronen in der äußersten Schale haben

Nur die Edelgase haben von sich aus schon acht Elektronen in der äußersten Schale (= acht "Valenzelektronen") - das ist auch der Grund, warum sie so edel sind. Edel bedeutet nichts anderes als reaktionsträge.

Wie viele Valenzelektronen ein Element hat, kann man im Periodensystem ablesen. Hauptgruppe = Anzahl der Valenzelektronen, z.B. steht Chlor in der siebten Hauptgruppe und hat somit sieben Valenzelektronen. Neon hat acht Valenzelektronen und steht in der achten Hauptgruppe usw.

Wie beschaffen sich die Elemente ihre acht Elektronen? Da gibt es drei Möglichkeiten:
-Sie nehmen so viele Elektronen auf, bis sie 8 haben
-Sie teilen sich Elektronen mit einem anderen Element, so dass beide Elemente insgesamt acht Elektronen haben
-Sie geben alle ihre Valenzelektronen ab

Das abgeben von allen Valenzelektronen ist eine Möglichkeit, weil dann die äußerste Schale keine Elektronen mehr enthält und einfach wegfällt. Da die Elemente so gut wie immer eine mit acht Elektronen bepackte Schale unter der ehemaligen äußeren Schale haben, ist diese untere Schale jetzt die äußerste --> Das Element hat jetzt acht Valenzelektronen. Dazu einfach ein Beispiel:
Natrium hat drei Schalen. In der äußersten Schale hat es ein Elektron (in der 1. Schale hat es zwei und in der 2. acht). Das Natrium kann dieses eine Elektron einfach abgeben. Wenn es das tut, ist die dritte Schale leer und fällt weg. Jetzt hat das Natrium nur noch zwei Schalen. Die zweite Schale ist mit acht Elektronen bestückt --> das Natrium hat jetzt acht Valenzelektronen und ist zufrieden. Die Reaktionsgleichung sieht dann so aus:
Na --> Na+ + e-
Da das Natrium ein Elektron abgibt und Elektronen eine negative Ladung tragen, ist es nach der Abgabe des Elektrons positiv geladen, weil die positive Ladung der Protonen im Kern nicht mehr durch die negative Ladung der Elektronen ganz ausgeglichen werden kann, da ja eines fehlt. Ein solches positiv geladenes Teilchen heißt Kation
Wenn ein Element zwei Elektronen hat, gibt es eben zwei Elektronen ab:
Mg --> Mg2+ + 2 e-
Das entstehende Kation trägt dabei immer so viele positive Ladungen wie es Elektronen abgegeben hat.

Elemente mit 1 bis 3 Valenzelektronen geben alle Elektronen ab.
Elemente mit 4 Valenzelektronen können sich entscheiden, entweder sie nehmen vier auf oder sie geben vier ab. Was sie tun, hängt davon ab, was ihr Reaktionspartner benötigt.
Elemente mit 5 bis 7 Valenzelektronen nehmen Elektronen auf.

Beispiele für Elektronenaufnahmen:
Fluor hat sieben Valenzelektronen. Es muss also noch eins aufnehmen:
F + e- --> F-
Sauerstoff hat sechs und braucht zwei:
O + 2 e- --> O2-
Durch die Aufnahme des Elektrons lädt sich das Element negativ auf. Solche negativ geladenen Elemente heißen Anionen
Das Anion hat dann so viele negative Ladungen wie es Elektronen aufgenommen hat.

Natürlich ist es aber nicht so, dass Natrium einfach anfangen kann Elektronen in die Luft zu ballern. Ebenso wenig findet ein Fluoratom dauernd frei herumfliegende Elektronen, die es aufnehmen kann.
Allerdings könnte das Natriumatom zum Beispiel sein Valenzelektron an ein Fluoratom abgeben! Dann ist das Natrium zufrieden und das Fluor auch:
Na + F --> Na+ + F-
(oder kurz: Na + F --> NaF)

Was passiert aber, wenn wir Magnesium mit Fluor reagieren lassen?
Magnesium kann zwei Elektronen abgeben, Fluor aber nur eines aufnehmen. Dann reagieren eben zwei Fluoratome mit dem Magnesiumatom:
Mg + 2 F --> MgF2

-------------------------------------------------------------------------
Ein kurzer Exkurs zur Schreibweise
Wenn man eine Zahl vor eine Verbindung schreibt bedeutet das, wie oft die ganze Verbindung vorkommt.
Eine Zahl klein hinter ein Element bedeutet, dass dieses eine Element entsprechend oft pro Molekül vorkommt.
Setzt man die Zahl klein hinter eine Klammer zeigt das, dass die ganze Klammer entsprechend oft vorkommt.

Wenn keine Zahl dasteht (egal ob vor der Verbindung oder klein hinter einem Element) ist das so, als würde man eine 1 hinschreiben. Ein Beispiel:


3 Ba(HSO4)2

Ein Teilchen dieser Verbindung enthält:
1 Bariumatom
2 mal (HSO4), also
2 H
2 S
8 O
Und die ganze Verbundung haben wir jetzt drei mal, weil ja eine drei vor dem ganzen steht. Insgesamt haben wir also:
3 Bariumatome
6 H
6 S
24 O
------------------------------------------------------------------------


Jetzt ein schwierigeres Beispiel:
Alumninium reagiert mit Schwefel. Aluminium hat drei Valenzelektronen und Schwefel sechs. Der Schwefel braucht also noch zwei Elektronen, das Aluminium will aber drei abgeben. Dann bildest du einfach das kleinste gemeinsame Vielfache. Von 2 und 3 ist das 6.
Um die sechs Ladungen zu erreichen, müssen 2 Aluminiumatome jeweils drei Elektronen abgeben. Da ein Schwefelatom 2 Elektronen aufnehmen kann, braucht man von denen drei (3 mal 2 = 6).
2 Al + 3 S --> Al2S3
Man kann die Reaktion natürlich auch wieder unterteilt hinschreiben:
2 Al --> 2 Al3+ + 6 e-
3 S + 6 e- --> 3 S2-

Das Alumnium gibt Elektronen ab, es wird oxidiert
Der Schwefel nimmt Elektronen auf, er wird reduziert

Beim Aufstellen von solchen Reduktions-Oxidations-Reaktionsgleichungen (die Reaktion heißt kurz "Redoxreaktion") muss man allerdings aufpassen wenn Gase in der Gleichung vorkommen(das habe ich in den oberen Reaktionsgleichungen mal außer Acht gelassen). Gase reagieren nämlich mit sich selbst und bilden Moleküle, z.B.:
O + O --> O2
F + F --> F2

Diese Moleküle müssen aber auch als Moleküle in der Gleichung auftauchen! Das geht dann folgendermaßen:

1. Du stellst ganz normal so wie oben beschrieben die Reaktionsgleichung auf, z.B.:
1 Mg + 1 O --> 1 MgO
Die Einsen lässt man eigentlich weg, ich schreibe sie nun zum besseren Verständnis aber mal hin.
2. Ein Sauerstoffmolekül besteht aus 2 Sauerstoffatomen. Ein einzelnes Sauerstoffatom kannst du dir rein mathematisch daher auch als ein halbes Sauerstoffmolekül vorstellen.
1 Mg + 1/2 O2 --> 1 MgO
3. Jetzt multiplizierst du alles mit 2
2 Mg + O2 --> 2 MgO

Die Stoffe die als Moleküle vorkommen sind:
-Alle Halogene (Fluor, Chlor, Brom, Jod)
-Sauerstoff
-Stickstoff
-Wasserstoff

Noch ein Beispiel zur Vorgehensweise:
Aluminium reagiert mit Sauerstoff.
1. Al gibt 3 Elektronen ab, Sauerstoff nimmt 2 auf
2. Kleinstes gemeinsames Vielfaches ist 6, wir brauchen also 6 positive und 6 negative Ladungen
3. 2 Al + 3 O --> Al2O3
4. 2 Al + 1,5 O2 --> Al2O3
5. 4 Al + 3 O2 --> 2 Al2O3

Du musst es jetzt nur noch ein bisschen üben, daher ein paar Übungsaufgaben. Wenn du etwas nicht verstanden hast, kannst du natürlich einfach im Forum nachfragen!

Übungsaufgaben
1. Stell die Reaktionsgleichungen, bei denen ich außer Acht gelassen habe, dass einige Gase molekular vorkommen, noch einmal korrekt mit Molekülen auf. Lass die überflüssigen Einsen dabei weg.
2. Calcium reagiert mit Fluor. Erstell die Reaktionsgleichung
3. Calcium reagiert mit Schwefel. Erstell die Reaktionsgleichung
4. Schwefel reagiert mit Kohlenstoff. Erstell die Reaktionsgleichung
5. Aluminium reagiert mit Brom. Erstell die Reaktionsgleichung
6. Magnesium reagiert mit Stickstoff. Erstell die Reaktionsgleichung
7. ... + ... --> 2 KCl
8. ... + ... --> 2 BaO




Lösungen
1. 2 Na + F2 --> 2 NaF
und
Mg + F2 --> MgF2
2. Ca + F2 --> CaF2
3. Ca + S --> CaS
4. 2 S + C --> CS2
5. 2 Al + 3 Br2 --> 2 AlBr3
6. 3 Mg + N2 --> Mg3N2
7. 2 K +Cl2 --> 2 KCl
8. 2 Ba + O2 --> 2 BaO


Zuletzt bearbeitet von Lord Sulfur am 20. Nov 2007 18:06, insgesamt 6-mal bearbeitet
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