Die Halogene

Die Elemente der 7. Hauptgruppe werden Halogene genannt. Das ist griechisch und bedeutet Salzbildner. Diese Elemente haben in ihrem Atombau eine Gemeinsamkeit, die sie auch chemisch sehr ähnlich macht. Sie besitzen eine mit 7 Elektronen gefüllte Außenschale. Das bedeutet, sie benötigen nur noch ein Elektron, um den „Edelgaszustand“ (volle Außenschale) zu erreichen. Diese Atom ziehen fremde Außenelektronen sehr stark an. Das macht sie hoch reaktiv!

Die Halogene bilden durch Aufnahme eines fremden Elektrons einfach negativ geladene Ionen, die „Halogenidionen“. Dazu gehören das Fluoridion \( (F^- ) \) , Chloridion \( ( Cl^-) \) , Iodidion \( (I^-) \) und das Bromidion \( (Br^-) \). Astat ähnelt in seinem chemischen Verhalten dem Element Iod.

Die Halogene sind, wie oben erwähnt, auf Grund ihrer hohen Anziehungskräfte gegenüber fremden Elektronen – Elektronegativität genannt – sehr reaktiv. Freie Halogene reagieren sofort und heftig mit den meisten Stoffen (Ausnahme: Edelgase). In der Natur findet man sie nur in ihren Verbindungen, die meist zu den Salzen gehören.

Bildquelle: www.javalab.org , Der Link führt zum animierten PSE!

Einige Reaktionen von Chlor:

Hier reagiert Chlor mit einigen Metallen:

Reaktion von Chlor, Brom und Iod mit dem unedlen(reaktiven) Metall Natrium:

Gute Steckbriefe und weitere Informationen zu den Halogenen findest Du hier: www.lernhelfer.de

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PSE-Atombau

Die wichtigsten Kennzahlen einer Atomart(Element) findet man in allen Periodensystemen der Elemente (PSE) in dieser Anordnung. Dazu zählen die Ordnungszahl ( Anzahl der Elektronen und Protonen) due Atommasse (Anzahl aller Elementarteilchen des Atoms) und die Elektronnegativität (Interaktionsmaß, Maß für die Wirkung auf fremde Elektronen).

Hierzu eine kleine Übung:

Übung II: Achtung, diese Übung setzt die Kenntnis zur Entstehung von Ionen voraus!

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Die chemische Bindung

► Warum sind manche Stoffe fest und andere gasförmig oder flüssig?
► Weshalb zeigen manche Stoffe ein Farbigkeit, während andere farblos erscheinen?
► Warum reagieren bestimmte Stoffe miteinander und andere kann man zusammen lagern, ohne dass Interaktionen geschehen?
► Wasser ist ein gutes Lösungsmittel, aber nicht für alle Stoffe. Wieso?

Die Antworten auf diese Fragen kann man mit chemischen Bindung erklären, die den beteiligten Teilchen zu Grunde liegt! Sie bestimmt die Neigung zur Zusammenlagerung oder Abstoßung. Damit also auch das chemische Verhalten gegen andere Stoffe, die stofflichen Zustände und auch die äußere Erscheinung der Stoffe.

Chemische Bindungen also der Zusammenhalt der kleinsten Teilchen in Stoffenberuhen auf der Annäherung von Atomen. Die dabei gewonnene Nähe führt zur unmittelbaren Anziehung von unterschiedlichen Ladungen. Kerne ziehen Elektronen anderer Atome ebenso an, wie ihre eigenen Elektronen. Die Außenelektronen fremder Atome sind dabei am meisten beeinflussbar.

Um diese für das menschliche Auge unsichtbaren Vorgänge zu beschreiben, nutzen wir Modelle und Simulationen.

Annäherung – Durchdringung – Elektronenpaarbindung (Atombindung)

Nach der Annäherung kommt es zur Durchdringung der Atomhüllen und damit zur Ausbildung von gemeinsamen Bereichen. Dort gibt es keine Zugehörigkeit von Elektronen zu ihrem Kern mehr.
Die Elektronen mit diesem Abstand vom fremden Kern – immer zwei – werden nun gemeinschaftlich genutzt. Es bilden sich gemeinsam genutzte „Elektronenpaare“ aus. Teilchen, die so verbunden sind haben eine Elektronenpaarbindung oder Atombindung. (Beispiele: Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, und weitere Nichtmetalle)

Die polare Atombindung/Elektronenpaarbindung)

Nähern sich zwei Partner mit unterschiedlichen Anziehungskräften (unterschiedliche Elektronegativität EN -Werte im PSE ), so entsteht eine polare Atombindung. Hier werden die Elektronen des „schwächeren Partners“(kleinerer EN Wert) stärker vereinnahmt und es entstehen Moleküle mit nach außen wirkenden Ladungsbereichen. Dies hat auf Löslichkeiten der Stoffe und ihre Neigung zur Zusammenlagerung von Teilchen also beispielsweise beim Aggregatzustand große Auswirkungen.

Die ionische BindungIonenbeziehung

Bei zu hoher Anziehungskraft eines Partners – Elektronegativität – können die Außenelektronen auch vollständig in die Hülle des stärkeren Atoms wechseln. Es entsteht dann Ionen. Diese Bindungsart nennt man Ionenbeziehung.
Unterscheiden sich zwei Atomarten in ihrer Elektronegativität (EN) um mehr als 1,7 , so ist die Ionenbildung und damit die Ionenbindung sehr wahrscheinlich. Bei Natrium (EN= 0,9) und Chlor (EN=3,0) beträgt der Unterschied 2,1.
Wir kennen die Verbindung von Natrium und Chlor als Natriumchlorid, dem Kochsalz. Sie ist eine kristalline Ionensubstanz, die aus positiv und negativ geladenen Ionen besteht, wie alle Salze.

weiterführender Artikel:

Weitere Bindungsanalysen

Arbeitsblätter zum Thema:

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