Ionen, Verbindungen und Nomenklatur — Übersicht

Ionen: Grundbegriffe

ION: Ein geladenes Teilchen. Atome können neutral sein oder durch Gewinn oder Verlust von Elektronen geladen werden.

Kation: Positiv geladene Ionen, die durch den Verlust von Elektronen aus neutralen Atomen entstehen (z. B. Na⁺).

Anion: Negativ geladene Ionen, deren Ladung durch einen Anstieg der Anzahl der Elektronen entsteht (z. B. Cl^-).

Ionische und molekulare Verbindungen

Ionische Verbindung: Wird durch Kationen und Anionen gebildet. Ionische Verbindungen bestehen aus elektrisch geladenen Teilchen; molekulare (kovalente) Verbindungen bestehen aus neutralen Teilchen.

Einatomig = 1 Atom, zweiatomig = 2 Atome, mehratomig = 2 oder mehr Atome.

Chemische Formeln und Summenformel

Chemische Formeln: Ausdruck der Zusammensetzung von Molekülen und ionischen Verbindungen durch chemische Symbole.

Summenformel: Zeigt die genaue Anzahl der Atome jedes Elements in der kleinsten Einheit eines Stoffes an. Beispiel: N₂H₄ hat als empirische Formel NH₂.

Allotropie

Allotropie: Verschiedene Modifikationen (Formen) eines Elements, z. B. O₂ und O₃.

Organische und anorganische Verbindungen

Organische Verbindungen enthalten: Kohlenstoff, meist kombiniert mit Elementen wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. Verbindungen mit Kohlenstoff, die üblicherweise als anorganisch angesehen werden, sind z. B. Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Kohlenstoffdisulfid (CS₂), Verbindungen mit der Cyanidgruppe sowie Carbonat- und Hydrogencarbonat-Gruppen.

Anorganische Verbindungen: Der Rest der Verbindungen, die nicht zu den organischen zählen.

Benennung und Ionennamen

Ionenverbindungen werden von Kationen und Anionen gebildet. Das Ammonium-Ion (NH₄⁺) ist eine Ausnahme unter den nichtmetallischen Kationen, die von Interesse sind; die meisten Kationen stammen von Metallatomen. Metallkationen werden nach dem Namen des Elements benannt.

Binäre und ternäre Verbindungen

Binäre Verbindung: Besteht nur aus zwei Elementen.

Ternäre Verbindung: Besteht aus drei Elementen.

Zusätzliche Informationen

Übergangsmetalle sind die Elemente der Gruppen IB bis VIIIB (im engeren Sinne die Übergangsmetalle). Oxidationszahlen stellen die scheinbare Ladung eines Atoms in einer Verbindung dar.

Nomenklatur: Anionen und Salzbildung

Das Anion in binären Verbindungen wird gebildet, indem man die Grundform des Elements (z. B. Chlor) nimmt und die Endung "-id" bzw. im Deutschen "-id" (englisch: -ide) hinzufügt; so entsteht Natriumchlorid (NaCl) als Name für die binäre Verbindung aus Natrium und Chlor.

Stock-System (römische Nomenklatur): Name = Metall + Oxid + (Oxn° in römischen Zahlen), z. B. Eisen(III)-oxid.

Molekulare Verbindungen und Benennung

Molekulare Verbindungen: Bestehen aus diskreten molekularen Einheiten. Bei der Benennung binärer molekularer Verbindungen wird zuerst das Element genannt, das in der Formel an erster Stelle steht, gefolgt vom zweiten Element mit der Endung "-id". Zur Vermeidung von Verwechslungen bei unterschiedlichen Verhältnissen der Elemente verwendet man griechische Präfixe (z. B. CO = Kohlenmonoxid, CO₂ = Kohlendioxid, SO₃ = Schwefeltrioxid).

Ausnahmen bei Präfixen mit Wasserstoffverbindungen

Bei vielen binären Verbindungen mit Wasserstoff werden traditionell Trivialnamen statt griechischer Präfixe verwendet. Beispiele:

• B₂H₆ — Diboran
• CH₄ — Methan
• SiH₄ — Silan
• NH₃ — Ammoniak
• PH₃ — Phosphin
• H₂O — Wasser
• H₂S — Schwefelwasserstoff

Weitere Stoffklassen

Hydrid: Jede Verbindung eines Elements mit Wasserstoff (z. B. NaH — Natriumhydrid).

Oxide: Binäre Verbindungen eines Elements mit Sauerstoff (z. B. CaO — Calciumoxid).

Hydroxide oder Basen: Stoffe, die Hydroxidionen OH^- enthalten oder in der Lage sind, Hydroxidionen abzugeben; im Alltag z. B. Natronlauge (NaOH — Natriumhydroxid).

Säuren: Eine Säure kann als ein Stoff beschrieben werden, der beim Lösen in Wasser Wasserstoffionen (H⁺) abgibt. Säuren haben einen sauren Geschmack, können Farbreaktionen hervorrufen und reagieren mit bestimmten Metallen wie Zink, Magnesium oder Eisen zur Bildung von Wasserstoffgas.

Anionen und zugehörige Säuren

Neutralisation / Salzbildung

Neutralisation: Produkt aus der Reaktion zwischen Säure und Base. Beispiel: Base + Säure = Salz + Wasser. Beispielgleichung: NaOH + HCl → NaCl + H₂O. Bei dieser Reaktion wird ein H⁺-Ion von der Säure auf die Base übertragen.