Hallo! Als Chloridlieferant werde ich oft nach der Struktur eines Chloridions gefragt. Deshalb dachte ich, ich würde es für Sie auf einfache und leicht verständliche Weise aufschlüsseln.
Beginnen wir mit den Grundlagen. Chlor ist ein Element des Periodensystems mit dem Symbol Cl und der Ordnungszahl 17. In seinem natürlichen Zustand hat ein Chloratom 17 Protonen in seinem Kern und 17 Elektronen, die es umkreisen. Die Elektronen sind in verschiedenen Energieniveaus oder Schalen angeordnet. Die erste Schale kann bis zu 2 Elektronen aufnehmen, die zweite Schale kann bis zu 8 Elektronen aufnehmen und die dritte Schale beginnt sich mit den restlichen Elektronen zu füllen.
Für ein Chloratom ist die Elektronenkonfiguration 2, 8, 7. Das bedeutet, dass sich in der ersten Schale zwei Elektronen befinden, in der zweiten 8 und in der dritten 7. Nun sind Atome am stabilsten, wenn ihre äußerste Schale voll ist. Für Elemente in den Hauptgruppen des Periodensystems bedeutet eine vollständige Außenschale normalerweise, dass sie 8 Elektronen hat (Oktettregel).
Ein Chloratom möchte unbedingt ein weiteres Elektron gewinnen, um seine dritte Schale zu füllen und diese stabile Konfiguration zu erreichen. Wenn ein Chloratom ein Elektron aufnimmt, wird es zu einem Chloridion, geschrieben als Cl⁻. Dieses zusätzliche Elektron verleiht dem Chloridion eine negative Ladung.
Vom Aufbau her entspricht der Kern des Chloridions dem eines Chloratoms. Es besitzt noch 17 Protonen, die positiv geladen sind. Aber jetzt sind es 18 Elektronen. Das zusätzliche Elektron wird der dritten Schale hinzugefügt, wodurch die Elektronenkonfiguration 2, 8, 8 entsteht.
Die Elektronen im Chlorid-Ion sind in einer kugelförmigen Wolke um den Kern angeordnet. Die inneren Elektronen in der ersten und zweiten Schale sind näher am Kern und werden fester gehalten. Die Elektronen in der dritten Schale sind weiter außen und können leichter an chemischen Reaktionen beteiligt sein.
Die Größe des Chloridions ist größer als die des Chloratoms. Dies liegt daran, dass das zusätzliche Elektron die Elektron-Elektron-Abstoßung innerhalb der Außenhülle erhöht. Dadurch dehnt sich die Elektronenwolke aus und das Ion nimmt mehr Platz ein.
Lassen Sie uns nun darüber sprechen, wie Chloridionen mit anderen Substanzen interagieren. Chloridionen kommen in der Natur sehr häufig vor und sind an vielen chemischen Verbindungen beteiligt. Eine der bekanntesten Verbindungen istNatriumchloridoder Speisesalz. In Natriumchlorid hat Natrium (Na) ein Elektron in seiner Außenhülle. Es gibt dieses Elektron leicht ab und bildet ein Natriumion (Na⁺) mit einer positiven Ladung. Das Chloridion und das Natriumion werden aufgrund ihrer entgegengesetzten Ladung voneinander angezogen und bilden eine Ionenbindung. Die resultierende Struktur von Natriumchlorid ist ein dreidimensionales Gitter, in dem jedes Natriumion von sechs Chloridionen und jedes Chloridion von sechs Natriumionen umgeben ist.
Eine weitere wichtige Verbindung istCalciumchlorid-Dihydrat-Pulver. Calcium (Ca) hat zwei Elektronen in seiner Außenhülle. Es verliert diese beiden Elektronen und bildet ein Calciumion (Ca²⁺). Um die Ladungen auszugleichen, werden für jedes Calciumion zwei Chloridionen benötigt. Auch die Calciumchloridverbindung bildet im festen Zustand eine Kristallgitterstruktur.
Kaliumchloridist auch eine bedeutende Chloridverbindung. Kalium (K) hat ein Elektron in seiner Außenschale. Es verliert dieses Elektron unter Bildung eines Kaliumions (K⁺) und verbindet sich mit einem Chloridion unter Bildung von Kaliumchlorid, das eine ähnliche Ionengitterstruktur wie Natriumchlorid aufweist.
In Lösung können sich Chloridionen frei bewegen. Wenn beispielsweise Natriumchlorid in Wasser gelöst wird, werden die Ionenbindungen aufgebrochen und die Natriumionen und Chloridionen werden von Wassermolekülen umgeben. Das positive Ende des Wassermoleküls (die Wasserstoffatome) wird von den Chloridionen angezogen, das negative Ende (das Sauerstoffatom) wird von den Natriumionen angezogen.
Auch in biologischen Systemen spielen Chloridionen eine wichtige Rolle. In unserem Körper sind Chloridionen an der Aufrechterhaltung des Flüssigkeits- und Elektrolytgleichgewichts beteiligt. Sie sind auch wichtig für das reibungslose Funktionieren der Zellen, insbesondere im Nervensystem und bei der Produktion von Magensäure.
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Referenzen
- Brown, TL, LeMay, HE, Bursten, BE, Murphy, CJ und Woodward, PM (2018). Chemie: Die zentrale Wissenschaft. Pearson.
- Chang, R. & Goldsby, KA (2016). Chemie. McGraw – Hill Education.