|
|
|
|
Die Chlor- und Natriumatome sind nun aber in Bewegung (Wärmebewegung, Brown'sche Molekularbewegung). Die Chloratome fliegen mit hoher Geschwindigkeit (unter normalen Umständen einige 100 km/sec) geradeaus, solange, bis sie (im Durchschnitt nach 0.1 bis 1 Nanosekunden) ein Hindernis treffen: ein anderes Chloratome oder z.B., wie hier dargestellt, ein Natriumatom oder die Behälterwand.
Bei einem Zusammenprall kommt es in den meisten Fällen dazu, dass das Atom zurückprallt, weil sich die negativ geladenen äußeren Bereiche der Atome gegenseitig abstoßen.
Jetzt bitte die Schaltfläche „2. >> 3.“ anklicken
Unter günstigen Bedingungen (Stoß nicht zu fest und nicht zu schwach) kann es jedoch dazu kommen, dass das Chloratom das einzelne Elektron des Natriums in seine nur mit 7 Elektronen besetzte äußere Schale aufnimmt. Mit diesen 7 Elektronen erfüllt das Chloratom die Oktettregel nicht, ebensowenig wie das Natrium mit seinem einen Außenelektron.
Wie dieses Elektron vom Natrium zum Chlor überspringt, können Sie beobachten, wenn Sie die Schaltfläche „3. >> 4.“ drücken.
Das Natriumatom hat nun sein Außenelektron an das Chloratom abgegeben. Dieses hat nun 8 Außenelektronen und erfüllt damit die Oktettregel. Dadurch ist es nun aber auch zum negativ geladenen Anion geworden.
Für das Natriumatom ergibt sich damit folgendes:
Das Natriumatom enthält nun keine Elektronen mehr in seiner 3. Schale. Da die 2. Schale aber voll besetzt ist, erfüllt es nun ebenfalls die Oktettregel, ist allerdings zum positiv geladenen Kation geworden.
Jetzt bitte die Schaltfläche „4. >> 5.“ anklicken
Da das Natriumkation nun eine Schale weniger hat als vorher, ist es erheblich kleiner geworden. Außerdem stoßen sich die verbleibenden 10 Elektronen nun weniger stark gegenseitig ab als die 11, die es vorher hatte: auch dadurch schrumpft das Natriumion.
Andersherum beim Chloridion (oben): es hat nun 18 statt 17 Elektronen, die sich dementsprechend stärker abstoßen. Das Chloridion ist größer als ein Chloratom.
Das Natriumkation wird vom Chloridanion elektrisch angezogen. Die beiden Ionen – das Cl– und das Na+-Ion – bilden allerdings kein NaCl-Molekül. Was geschieht stattdessen?
Im vorigen Menüpunkt haben wir den Versuch: Reaktion von Chlor mit Natrium zu Kochsalz gesehen. Die Vorgänge dabei sollen nun mit Hilfe der Atome und ihrer Bestandteile, der Elementarteilchen, erklärt werden.
Die Animation zeigt ein Atom Chlor (oben) und ein Atom Natrium (unten).
Einiges in der Animation werden Sie wiedererkennen: es gibt einen Atomkern, hier blau dargestellt, um den herum sich die Elektronen (ockerfarben dargestellt) in mehreren Schalen bewegen. Zuinnerst kreisen jeweils 2 Elektronen um den Kern (erste Schale), dann etwas weiter vom Kern entfernt, 8 Elektronen (2. Schale).
Auf der äußerste Schale kreisen beim Natrium, wie es sein muss, ein Elektron, beim Chlor sieben.
In Wirklichkeit ist natürlich viel mehr Platz zwischen dem Kern und den Elektronen.
Wir wissen alle, dass die Welt sich in den sehr kleinen Maßstäben, in denen wir uns hier bewegen, nicht so verhält wie wir es aus unserem Alltag gewohnt sind. Z.B. sind die Elementarteilchen keine Kugeln mit einer harten Oberfläche, wie etwa Holzkugeln. Auch haben sie natürlich keine Farbe. Trotzdem hilft es, wenn wir uns eine Vorstellung machen, wie hier in der Animation. Man spricht deshalb von „Modellen”.