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Übung AFB I

Zehn Grundaufgaben zu Ionen und Salzen — wer sie sicher löst, hat die ersten Punkte der Arbeit schon.

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Grundaufgaben zum Reproduzieren: Ionenladungen aus dem PSE, Elektronen zählen, Verhältnisformeln, Gitter und Nachweise. Das sind die sicheren Punkte in jeder Arbeit — gib Ladungen und Anzahlen als Zahl ein.

A1
Ladung des Aluminium-Ions
AFB I

Gib die Ladungszahl des Aluminium-Ions an. Aluminium steht in der III. Hauptgruppe.

Metalle: Die Hauptgruppennummer gibt die Zahl der Valenzelektronen an — genau so viele gibt das Atom ab.
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Al hat 3 Valenzelektronen und gibt alle drei ab: Al3+. Ladungszahl = 3
A2
Elektronen im Magnesium-Ion
AFB I

Bestimme die Anzahl der Elektronen in einem Mg2+-Ion (Ordnungszahl von Magnesium: 12).

Kation: Die Ladung 2+ bedeutet: zwei Elektronen weniger als Protonen.
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12 Protonen, 12 − 2 Elektronen — das Mg2+-Ion hat die Elektronenhülle von Neon. Anzahl = 10
A3
Schwefel wird zum Ion
AFB I

Nenne die Anzahl der Elektronen, die ein Schwefelatom (VI. Hauptgruppe) aufnimmt, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen.

Nichtmetalle: Sie nehmen so viele Elektronen auf, bis acht Valenzelektronen erreicht sind: 8 − Hauptgruppennummer.
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8 − 6 = 2. Aus S wird das Sulfid-Ion S2− mit der Hülle von Argon. Anzahl = 2
A4
Ladung des Oxid-Ions
AFB I

Gib die Ladungszahl des Oxid-Ions mit Vorzeichen an (Sauerstoff: VI. Hauptgruppe).

Anionen: Jedes aufgenommene Elektron bringt eine negative Ladung.
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O nimmt 2 Elektronen auf: O2−. Ladungszahl = −2
A5
Protonen im Chlorid-Ion
AFB I

Gib die Anzahl der Protonen in einem Chlorid-Ion Cl− an (Ordnungszahl von Chlor: 17).

Achtung: Bei der Ionenbildung ändert sich nur die Zahl der Elektronen — der Atomkern bleibt unverändert.
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Der Kern bleibt gleich: 17 Protonen, aber 18 Elektronen. Anzahl der Protonen = 17
A6
Koordinationszahl im Kochsalz
AFB I

Nenne die Koordinationszahl eines Na+-Ions im Natriumchlorid-Gitter.

Koordinationszahl: Anzahl der nächsten, entgegengesetzt geladenen Nachbar-Ionen — oben, unten, links, rechts, vorn, hinten.
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Jedes Na+ ist von Cl−-Ionen oktaedrisch umgeben (und umgekehrt). Koordinationszahl = 6
A7
Formel von Calciumchlorid
AFB I

Calciumchlorid ist aus Ca2+- und Cl−-Ionen aufgebaut. Bestimme den Index x in der Verhältnisformel CaCl_x.

Verhältnisformel: Positive und negative Ladungen müssen sich insgesamt aufheben.
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Ein Ca2+ trägt 2 positive Ladungen, dafür braucht man zwei Cl−: CaCl2, also x = 2
A8
Formel von Aluminiumoxid
AFB I

In Aluminiumoxid liegen Al3+- und O2−-Ionen vor. Ermittle, wie viele Oxid-Ionen auf zwei Aluminium-Ionen kommen.

Kleinstes gemeinsames Vielfaches: kgV(3; 2) = 6 Ladungen auf jeder Seite.
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2 · (+3) = +6 und 3 · (−2) = −6: Al2O3. Anzahl Oxid-Ionen = 3
A9
Linie im Spektroskop
AFB I

Eine Probe Kochsalz wird in die Brennerflamme gehalten und die Flamme durch ein Spektroskop betrachtet. Lies die Wellenlänge der hellen Linie ab.

540560580600620640λ in nm
Ausschnitt des Spektroskop-Bilds (beschriftet alle 20 nm, Striche alle 5 nm)

nm
Ablesen: Die langen Striche sind beschriftet (alle 20 nm), die mittleren liegen 10 nm, die kurzen 5 nm auseinander.
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Die Linie liegt knapp links vom Strich bei 590 nm: die gelbe Natrium-Linie. λ ≈ = 589 nm
A10
Molare Masse von Kochsalz
AFB I

Berechne die molare Masse von Natriumchlorid NaCl. Nutze M(Na) = 23 g/mol und M(Cl) = 35,5 g/mol.

g/mol
Molare Masse einer Verhältnisformel: die molaren Massen aller Ionen der Formeleinheit addieren.
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M(NaCl) = 23 g/mol + 35,5 g/mol = 58,5 g/mol