Chemie: Ionen und Ionenverbindungen

Ionisierungsenergien

Jedes ungeladene Atom mit n Protonen p⁺ hat n Elektronen e^-. Diese Elektronen können mit bestimmen Energien in MJ/mol (Megajoule pro mol) entfernt werden. mol ist die Umrechnungszahl von 1u (ein Unit, Gewichtseinheit) zu 1g und beträgt 6⋅1023.

Beispiele für Ionisierungsenergien
n	Element	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1	H	1,1318
2	He	2,379	5,257
3	Li	0,526	7,305	11,822
4	Be	0,906	1,763	14,855	21,013
5	B	0,807	2,433	3,666	25,033	32,834
6	C	1,093	2,359	4,627	6,229	37,838	47,285
7	N	1,407	2,862	4,585	7,482	9,452	53,274	64,368
8	O	1,320	3,395	5,307	7,476	10,996	13,333	71,343	84,086
9	F	1,687	3,381	6,057	8,414	11,029	15,171	17,874	92,047	106,443
10	Ne	2,087	3,959	6,128	9,376	12,184	15,245	20,006	23,076	115,389	131,442
11	Na	0,502	4,569	6,919	9,550	13,356	16,616	20,121	25,497	28,941	141,373	159,086
12	Mg	0,744	1,457	7,739	10,547	13,636	18,001	21,710	25,663	31,650	35,469	170,003	189,379

Schalenmodell eines Atoms

Das Schalenmodell ist eine Darstellungsart von Atomhülle. In der Atomhülle kreisen die Elektronen, die im Schalenmodell angeordnet werden.
Die unterschiedlichen Schalen heißen K, L, M, N, O, P, Q. In der Tabelle in Abschnitt 1 sind die Elektronen in der K-Schale rot, die Elektronen in der L-Schale gelb und die in der M-Schale grün gefärbt.

Hauptquantenzahlen und Kapazität der Schalen

Die Hauptquantenzahl n beschreibt die Lage eines Elektrons. Mit dieser Zahl ist die Nummer der Schale gemeint. Sie entspricht der Nummer der Periode des Elements, hat aber diesen Namen bekommen. Mit dieser Zahl n kann man die Kapazität der verschiedenen Schalen bestimmen. Dies kann man mit der Formel 2n² berechnen. Hier kurz ist dies berechnet für die M-Schale:
M ist die dritte Schale, also n = 3 für alle Elektronen in dieser Schale. Also ist die Kapazität der M-Schale 2n² = 2 * 3² = 18. Somit passen maximal 18 Elektronen in die M-Schale rein.

Definition eines Ions

Ein Ion ist ein Atom eines Elements, dem eine bestimmte Zahl an Elektronen fehlen.

Ionentypen

Es gibt zwei verschiedene Ionentypen:

• Eine bestimmte Anzahl an Elektronen wird abgegeben. Man nennt ein solches Ion Kation.
• Eine bestimmte Anzahl an Elektronen wird aufgenommen. Man nennt ein solches Ion Anion.

Die Anzahl an Elektronen, die abgegeben bzw. aufgenommen werden

Bei Kationen werden so viele Elektronen abgegeben, wie die Hauptgruppennummer groß ist. Bei Anionen werden 8 minus die Hauptgruppennummer viele Elektronen aufgenommen.