Die Ionenbindung

Edelgastheorie

Edelgase besitzen eine voll besetzte Valenzschale und sind daher sehr reaktionsträge und stabil. Atome ohne volle Valenzschale sind bestrebt, durch Elektronenaufnahme oder -abgabe, eine solche voll besetzte Schale zu erhalten.
Erreicht wird dies durch einen teilweisen Elektronenübergang von einem Atom auf ein anderes, es findet eine Ladungsverschiebung statt. Dabei spielt die Elektronegativität der einzelnen Atome eine entscheidende Rolle: Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Bindungselektronen verschiebt sich zu dem Bindungsartner mit der höheren Elektronegativität. Die Bindung wird polarisiert und erhält einen heteropolaren bzw. ionischen Charakter. Es existiert kein gemeinsames bindendes Elektronenpaar mehr, sondern nur noch positive und negative Bausteine, die man als Ionen bezeichnet.
Die Ionenbindung ist charakteristisch für Salze, die entstehen, wenn sich ausgeprägt elektropositive Elemente der 1. oder 2. Hauptgruppe mit den elektronegativen Elementen der 7. Hauptgruppe verbinden. Aus diesem Grund bezeichnet man die Elemente der 7. Hauptgruppe auch als Halogene (Salzbildner).

Die Gitterenergie

In Ionenkristallen werden die positiven und negativen Gitterbausteine durch relativ starke elektrostatische Kräfte zusammengehalten. Im Falle des Natriumchlorids wechseln sich positiv geladene Natrium- und negative geladene Chlorteilchen ab. Räumlich gesehen ist dabei jedes Natriumteilchen von sechs Chlorteilchen oktaedrisch umgeben und jedes Chlorteilchen von sechs Natriumteilchen (siehe Abbildung 2). Die Stärke der elektrostatischen Kräfte im Kristall lässt sich über das Coulomb'sche Gesetz bestimmen:

r

Punktladungen Abstand der Punktladungen voneinander Dielektrizitätskonstante

Die zwischen zwei Punktladungen q⁺ und q^- herrschende Anziehungskraft F ist proportional dem Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional dem Quadrat des Abstandes r.

Beim Natriumchlorid ist der Abstand der positiven und negativen Ladungen klein, was zu einem hohen Wert für die Coulomb-Kraft führt. Dies zeigt sich in den hohen Energiebeträgen, die zum Schmelzen eines Ionenkristalls nötig sind. Beim Natriumchlorid sind es 801°C. Auch die Siedetemperaturen sind sehr hoch, da hier die elektrostatischen Anziehungskräfte der Verdampfung entgegenwirken.
Die geometrische Struktur von Ionenkristallen ist so gewählt, dass die Anziehung positiver und negativer Ionen untereinander die Abstoßung von Ionen gleicher Ladung überwiegt.

	Abbildung 2: Der NaCl-Ionenkristall. Die hellgrauen Kugeln stellen die Cl--Ionen dar, die kleinen dunklen die Na+-Ionen.