Was sind ionische Verbindungen?

Ionische Verbindungen sind chemische Verbindungen, die durch elektrische Ladungen einzeln geladener Ionenatome miteinander verbunden sind. Typischerweise besteht eine ionische Verbindung aus positiv geladenen Metallen und negativ geladenen Nichtmetallen und sie bilden kristalline Strukturen. Gewöhnliches Salz – NaCl – ist eine der häufigsten ionischen Verbindungen in der Natur, die in basischer Form aus einer Bindung zwischen einem positiv geladenen Natriummetallatom und einem negativ geladenen Chloratom besteht.

Zu den Eigenschaften ionischer Verbindungen gehören ihre Bildung zu Gitterstrukturen von Kristallen und ihre sehr hohen Siede- und Schmelzpunkte. Aufgrund ihrer Sprödigkeit neigen sie auch dazu, bei ausreichender Krafteinwirkung in gleichgroße kleinere Kristalle zu zerbrechen. Kristalline ionische Salze sind auch wasserlöslich und, wenn sie einmal in Wasser oder in einer reinen Flüssigkeit gelöst sind, geschmolzen, sind sie gute Stromleiter.

Die Benennung ionischer Verbindungen folgte immer der Tradition, zuerst das Kation oder das positiv geladene Ion zu verwenden und den Namen des negativ geladenen Anions darauf zu kleben. Aus diesem Grund ist Salz als Natriumchlorid bekannt, andere Beispiele sind Kaliumjodid, Silbernitrat und Quecksilberchlorid. Die Gesamtzahl der positiven Kationenatome und negativen Anionenatome ist in der Namensstruktur nicht enthalten, da jede ionische Verbindung diese Ladungen ausgleicht. Eine Verbindung wie Silbernitrat mit der chemischen Formel AgNO3 benötigt keinen Plural für die Nitratgruppe. ionische Elemente wie Eisen, die eine positive Ladung von zwei oder drei haben können, werden jedoch üblicherweise mit Bezug auf diese Ladung bezeichnet, wie z. B. Fe+2, das als Eisen (II) bezeichnet wird.

In ihrer natürlichen Form sind ionische Verbindungen niemals streng ionisch oder neutral geladen und haben oft ein gewisses Maß an Kovalenz – die Aufteilung von Elektronen zwischen verschiedenen Atomenergieschalen. Die Elektronegativität beeinflusst, wie stark die negative Ladung in ionischen Verbindungen ist, wobei Fluor auf der Pauling-Skala als das elektronegativste Element mit einer Bewertung von 4.0 eingestuft wird. Andere Elemente wie Cäsium sind mit einem Wert von 0.7 am wenigsten elektronegativ. Dieses unterschiedliche Niveau der Elektronegativität wird verwendet, um kovalente vs. ionische Bindungen zu definieren. Kein Elektronegativitätsunterschied zwischen gebundenen Atomen repräsentiert eine reine, unpolare kovalente Bindung, wohingegen ein großer Elektronegativitätsunterschied eine Ionenbindung repräsentiert.

Metalle kommen in der Natur in Form von ionischen Verbindungen vor. Dies liegt daran, dass Metalle in Gegenwart von Wasser sowie Elementen wie Schwefel, Phosphor und Silizium weitgehend mit Kohlenstoff und Sauerstoff reagieren. Daher beginnt die Reinigung von Metallen im Allgemeinen mit dem Abbau von ionischen Verbindungen wie Sulfiden, Phosphaten, Carbonaten und am häufigsten Oxiden, um reine elementare Metalle herzustellen, die in der Industrie verwendet werden können.