Kapitel 1.5

Iongitre og sammensatte ioner

Iongitre

Hvordan ser ionforbindelser ud? Her skal du give to svar: Du skal både kunne sige hvordan ionforbindelser ser ud når man zoomer ind på atom-niveau. Og du skal kunne sige hvordan de ser ud i menneske-skala, dvs. når man holder dem i hænderne. I menneske-skala er ionforbindelser krystaller. Et andet og mere kendt ord for ”ionforbindelse” er salt. Køkkensalt (NaCl) er det mest kendte eksempel på en ionforbindelse – men der er mange flere! Fx calciumklorid (CaCl2) som blandt andet bruges som vejsalt og til fremstilling af ost! Du ved fra køkkensalt at ionforbindelser er hårde, de lugter ikke og de smuldrer hvis man trykker hårdt på dem eller kværner dem i en saltkværn. På atom-skala er en ionforbindelse et gitter. I gitteret sidder de positive og negative ioner skiftevis ved siden af hinanden, så man altid er tiltrukket af sin nabo. Dette kan ske på flere måder, men du skal kun kende til iongitteret for natriumklorid som du kan se i figuren nedenfor.
Ion-gitter for natriumklorid (køkkensalt). De grønne kugler er de negative klorid-ioner. De lilla kugler er de positive natrium-ioner. Ionerne bliver holdt sammen i gitteret på grund af elektrisk tiltrækning mellem positive og negative ladninger.

Lad os prøve at koble strukturen på atom-niveau til egenskaberne i menneskeskala (det er sådan noget din lærer elsker at høre). Du har sikkert haft flagesalt i hænderne og ved at det er hårdt, men kan knuses mellem fingrene hvis du trykker til. Kan vi forklare dette med udgangspunkt i iongitteret? Det kan vi: I iongitteret sidder ionerne pænt positiv ved siden af negativ og tiltrækker hinanden. De sidder fast, og derfor er saltet hårdt. Men hvis vi virkelig trykker på saltet, kan vi forskyde et lag i iongitteret sådan at positive ioner fra det ene lag kommer i nærheden af positive ioner fra det andet lag. Og det kan de ikke lide! De frastøder hinanden, og derfor går gitteret i stykker: Der bliver revet en flage af saltet (derfor navnet ”flagesalt”).

En anden karakteristisk egenskab ved mange ionforbindelser er, at de kan opløses i vand. Dette er også vigtigt og et meget typisk emne til eksamen. Det forklarer jeg dog først i det senere kapitel om “opløselighed”. Du kan springe videre til det allerede nu hvis du er interesseret. Hvis du ikke ved hvad en sammensat ionforbindelse er, bør du dog læse det næste afsnit først.

Du kender sikkert følelsen af at knuse salt mellem fingrene: Først føles flagerne hårde, men pludselig går de fra hinanden. De gør de, når du med dine fingerkræfter forskyder lagene i iongitret så ens ladninger kommer til at være ud for hinanden. De frastøder da hinanden, hvorved der går en flage af saltet.

Sammensatte ioner

Okay, det er her kemi bliver lidt irriterende: De pæne ioner dannet fra rene grundstoffer som du har set i de ovenstående afsnit, er nemlig ikke de eneste ioner der findes. Der findes også ioner som er sammensat af flere grundstoffer på samme tid. De kaldes ”sammensatte ionforbindelser” og du har ingen forudsætninger for at forstå hvorfor de ser ud som de gør. Men du skal kunne seks af dem udenad. De er vist i tabellen nedenfor:

Oversigt over sammensatte ioner som du forventes at kunne formel, navn og ladning på i kemi C.

Bemærk hvordan de negative sammensatte ioner får endelsen ”-at” i stedet for endelsen ”-id” som de negative ioner der ikke er sammensat (fx klorid, Cl–). Dog er hydroxid er undtagelse; den er både er sammensat og har endelsen ”-id”. Der er ikke andet at sige til det end at livet nogle gange er svært og at navne i kemi ikke er skabt af en klarsynet gud.

Heldigvis reagerer de sammensatte ionforbindelser ligesom de andre ioner: De danner neutrale salte ved at binde sig til ioner af modsat ladning så den samlede ladning bliver nul.

Lad os se på reaktionen mellem natrium-ioner og carbonat-ioner som et eksempel. Natrium-ioner har ladningen +1. Carbonat har ladningen -2. Derfor skal der to natrium-ioner til for at neutralisere en carbonat-ion. Vi får derfor saltet Na2CO3.

2 Na+ (aq) + CO32- (aq) → Na2CO3 (aq)

Her betyder (aq) blot, at stofferne er opløst i vand. 

En sidste ting: Hvad så med reaktionen mellem ammonium og carbonat, altså to sammensatte ionforbindelser? Ammonium har ladningen +1 og der skal altså to af dem til for at opveje ladningen fra en carbonat. Vi får saltet (NH4)2CO3. Her betyder det sænkede 2-tal bag parentesen at der er to enheder af ammonium.

Test
Videre