MINT lernen

Atome werden zu Ionen

Ein Elektron wechselt den Besitzer — und aus zwei neutralen Atomen werden zwei geladene Teilchen.

1

Vom Atom zum Ion

Ein Atom ist neutral: Es hat genauso viele Elektronen in der Hülle wie Protonen im Kern.

  • Ion:elektrisch geladenes Teilchen, das aus einem Atom durch Abgabe oder Aufnahme von Elektronen entsteht.
  • Kation:weniger Elektronen als Protonen → positiv geladen, z. B. \(\mathrm{Mg^{2+}}\).
  • Anion:mehr Elektronen als Protonen → negativ geladen, z. B. \(\mathrm{Cl^-}\).
  • Kern:die Protonenzahl bleibt gleich — das Element ändert sich nicht.

Herleitung:

\(z = p - e\)
Start
Die Ladungszahl \(z\) zählt, wie viele Protonen \(p\) mehr da sind als Elektronen \(e\).
\(z = p - p = 0\)
Atom
Im Atom gilt \(e = p\): Die Ladungen heben sich auf.
\(z = p - (p - k) = +k\)
Abgabe
Gibt das Atom \(k\) Elektronen ab, bleiben \(k\) Protonen „übrig“: Kation.
\(z = p - (p + k) = -k\)
Ergebnis
Nimmt das Atom \(k\) Elektronen auf, überwiegen die Elektronen: Anion.
Merke

Ionenladung: \(z = \text{Protonenzahl} - \text{Elektronenzahl}\)

2

Elektronen wechseln den Besitzer

Ionen entstehen paarweise: Was ein Metallatom abgibt, nimmt ein Nichtmetallatom auf.

  • Abgabe:Das Metallatom gibt seine Valenzelektronen ab → Kation; die bisherige Außenschale ist leer.
  • Aufnahme:Das Nichtmetallatom füllt seine Außenschale auf acht Elektronen auf → Anion.
  • Ziel:Beide Ionen haben danach Edelgaskonfiguration.
  • Schreibweise:Ladung rechts oben, Zahl vor dem Vorzeichen, die 1 entfällt: \(\mathrm{Al^{3+}}\), \(\mathrm{S^{2-}}\), \(\mathrm{K^+}\).
  • Größe:Kationen sind kleiner als ihr Atom, Anionen größer.
  • Namen:Anionen enden auf „-id“: Chlorid, Oxid, Sulfid.

Ziehe ein großes blaues Außenelektron vom Metallatom links in eine gestrichelte Lücke des Nichtmetallatoms rechts. Mit der Tastatur: Tab zum Elektron, Enter schiebt es zum anderen Atom.

Elektronen wechseln das Atom

Halte fest: Metallatome geben ihre Außenelektronen ab, Nichtmetallatome nehmen so viele auf, bis ihre Außenschale voll ist — so entstehen Kationen und Anionen mit Edelgaskonfiguration.

Merke

Ionenbildung: Metallatom → Kation + Elektronen · Nichtmetallatom + Elektronen → Anion

3

Allgemeine Hinweise

Plus heißt: Elektronen fehlen

Ein Kation hat nicht „Protonen dazubekommen“, sondern Elektronen verloren. Ladungen ändern sich nur über die Elektronen.

Zahl vor das Vorzeichen

Man schreibt \(\mathrm{Mg^{2+}}\) und \(\mathrm{O^{2-}}\), nicht Mg+2. Bei einfacher Ladung steht nur das Vorzeichen: \(\mathrm{K^+}\).

Ion ist nicht gleich Element

Natrium-Ionen im Kochsalz reagieren nicht mit Wasser, Chlorid-Ionen sind nicht giftig — Ionen haben ganz andere Eigenschaften als ihre Atome.

Videos