Ionische vs. molekulare Verbindungen: Unterschied und Vergleich

Ionische Verbindungen entstehen durch die Übertragung von Elektronen zwischen Atomen, wodurch geladene Ionen entstehen, die durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten werden. Molekülverbindungen hingegen bestehen aus kovalent gebundenen Atomen, die sich Elektronen teilen, um diskrete Moleküle zu bilden.

Key Take Away

1. Ionische Verbindungen bestehen aus Ionen, die durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten werden.
2. Molekulare Verbindungen bestehen aus Molekülen, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden.
3. Ionische Verbindungen haben höhere Schmelz- und Siedepunkte als molekulare Verbindungen und sind wasserlöslich.

Ionische Verbindungen vs. molekulare Verbindungen

Ionische Verbindungen entstehen durch ionische Bindungen, bei denen die Atome elektrostatisch zueinander angezogen werden. Sie weisen eine Wechselwirkung von Kationen und Anionen auf. Während molekulare Verbindungen durch kovalente Bindungen gebildet werden, bei denen die Elektronen von den Atomen, die die Bindung bilden, geteilt werden.

Um den Unterschied besser zu verstehen, müssen Sie die grundlegende Terminologie gut verstehen. Zwei oder mehr zwei Atome verschiedener Elemente verbinden sich zu einem Molekül, das die Grundeinheit einer Verbindung darstellt.

Jede Verbindung hat andere Eigenschaften. Dies liegt daran, dass jeder Element aus denen eine Verbindung besteht, besitzt unterschiedliche Eigenschaften. Elektronegativität ist auch einer der wichtigsten Begriffe, die man kennen sollte.

Elektronegativität ist die Tendenz eines Atoms eines Elements, die Elektronen anderer Elemente zu seinem Kern hin anzuziehen. Eine Verbindung kann polar sein oder unpolar, und das hängt ganz von der Elektronegativität der Elemente ab.

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Vergleichstabelle

Merkmal	Ionische Verbindungen	Molekulare Verbindungen
Ausbildung	Gebildet von der Übertragung von Elektronen zwischen einem Metall und einem Nichtmetall, was dazu führt, dass entgegengesetzt geladene Ionen (Kationen und Anionen) sich gegenseitig anziehen.	Gebildet von der Teilen von Elektronen zwischen zwei oder mehr Nichtmetallen, die kovalente Bindungen bilden, um die Atome zusammenzuhalten.
Bindungstyp	Ionische Bindung (elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen)	Kovalente Bindung (Teilung von Elektronen zwischen Atomen)
Struktur	Kristallgitterstruktur mit regelmäßiger Anordnung von Kationen und Anionen.	Diskrete Moleküle mit spezifischen Formen und Anordnungen der Atome.
Zustand bei Raumtemperatur	Normalerweise Feststoffe	Kann sein Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase abhängig von der Verbindung.
Elektrische Leitfähigkeit	Gute Dirigenten im geschmolzenen oder wässrigen Zustand, da sich die Ionen frei bewegen können.	Schlechte Dirigenten in allen Zuständen, da die Elektronen fest in Molekülen gebunden sind.
Löslichkeit in Wasser	Im Allgemeinen löslich im Wasser aufgrund der Anziehung von Ionen zu Wassermolekülen.	Unterschiedliche Löslichkeit in Wasser, abhängig von der Polarität und Größe des Moleküls.
Beispiele	Natriumchlorid (NaCl), Calciumoxid (CaO), Kaliumsulfat (K₂SO₄)	Wasser (H₂O), Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄)

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Was sind ionische Verbindungen?

Ionische Verbindungen sind eine Art chemischer Verbindungen, die durch das Vorhandensein von Ionen gekennzeichnet sind. Dabei handelt es sich um Atome oder Atomgruppen, die Elektronen aufgenommen oder verloren haben, was zu einer elektrischen Nettoladung führt. Diese Verbindungen entstehen typischerweise, wenn Atome von Metallen mit Atomen von Nichtmetallen reagieren, was zur Übertragung von Elektronen vom Metall auf das Nichtmetall führt.

Bildung ionischer Verbindungen

Die Bildung ionischer Verbindungen umfasst den Prozess der Ionisierung, bei dem Atome entweder Elektronen aufnehmen oder abgeben, um eine stabile elektronische Konfiguration zu erreichen. Typischerweise neigen Metalle dazu, Elektronen zu verlieren, um positiv geladene Ionen, sogenannte Kationen, zu bilden, während Nichtmetalle dazu neigen, Elektronen zu gewinnen, um negativ geladene Ionen, sogenannte Anionen, zu bilden.

Beispielsweise verlieren bei der Bildung von Natriumchlorid (NaCl) Natriumatome (Na) mit einem Elektron in ihrer äußersten Schale dieses Elektron, um eine stabile Elektronenkonfiguration von Neon zu erreichen und Na⁺-Ionen zu bilden. Umgekehrt nehmen Chloratome (Cl), die zur Vervollständigung ihrer äußersten Schale ein Elektron benötigen, dieses Elektron auf, um Cl⁻-Ionen zu bilden. Die daraus resultierende Anziehung zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen führt zur Bildung einer Ionenbindung.

Eigenschaften ionischer Verbindungen

1. Kristallgitterstruktur: Ionische Verbindungen bilden typischerweise eine dreidimensionale Gitterstruktur, in der jedes Kation von Anionen umgeben ist und umgekehrt. Diese Anordnung maximiert die Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen, was zu starken elektrostatischen Kräften führt, die das Gitter zusammenhalten.
2. Hohe Schmelz- und Siedepunkte: Aufgrund der starken elektrostatischen Kräfte zwischen Ionen haben ionische Verbindungen im Allgemeinen hohe Schmelz- und Siedepunkte. Dies liegt daran, dass eine beträchtliche Energiemenge erforderlich ist, um diese Kräfte zu überwinden und die Bindungen aufzubrechen, die das Gitter zusammenhalten.
3. Löslichkeit in Wasser: Viele ionische Verbindungen sind aufgrund der polaren Natur der Wassermoleküle in Wasser löslich. Wenn sich eine ionische Verbindung in Wasser löst, umgeben die Wassermoleküle einzelne Ionen, trennen sie effektiv vom Kristallgitter und ermöglichen ihnen, sich in der Lösung zu verteilen.
4. Leitfähigkeit: Im festen Zustand leiten ionische Verbindungen keinen Strom, da die Ionen an festen Positionen innerhalb der Gitterstruktur gehalten werden. Wenn die Ionen jedoch in Wasser gelöst oder geschmolzen werden, können sie sich frei bewegen und Elektrizität leiten, was geschmolzene ionische Verbindungen und ihre wässrigen Lösungen zu guten Elektrizitätsleitern macht.

 

Was sind molekulare Verbindungen?

Molekulare Verbindungen sind chemische Verbindungen, die aus Molekülen bestehen, die durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen zwischen Atomen, hauptsächlich durch kovalente Bindungen, entstehen. Im Gegensatz zu ionischen Verbindungen, bei denen die Übertragung von Elektronen zur Bildung von Ionen führt, bestehen molekulare Verbindungen aus diskreten Einheiten, die als Moleküle bezeichnet werden und in denen Atome durch gemeinsame Elektronenpaare zusammengehalten werden.

Bildung molekularer Verbindungen

Molekülverbindungen entstehen, wenn Atome von Nichtmetallen durch gemeinsame Elektronenbindung miteinander verbunden werden, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen. Bei einer kovalenten Bindung teilen sich Atome ein oder mehrere Elektronenpaare, wodurch ein Molekül entsteht. Durch die gemeinsame Nutzung der Elektronen erhält jedes Atom eine vollständige Außenhülle, die typischerweise aus acht Elektronen (Oktettregel) oder zwei Elektronen für Wasserstoff besteht.

Beispielsweise teilen sich bei der Bildung von Wasser (H₂O) zwei Wasserstoffatome (H) jeweils ein Elektronenpaar mit einem Sauerstoffatom (O). Durch diese gemeinsame Nutzung der Elektronen entstehen kovalente Bindungen zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, was zur Bildung eines Wassermoleküls führt.

Eigenschaften molekularer Verbindungen

1. Niedrige Schmelz- und Siedepunkte: Molekulare Verbindungen haben im Allgemeinen niedrigere Schmelz- und Siedepunkte als ionische Verbindungen. Dies liegt daran, dass die intermolekularen Kräfte zwischen Molekülen (wie Van-der-Waals-Kräfte oder Wasserstoffbrückenbindungen) schwächer sind als die in ionischen Verbindungen vorhandenen ionischen Bindungen.
2. Unterschiedliche Löslichkeit: Die Löslichkeit molekularer Verbindungen in Wasser variiert je nach Polarität der Moleküle. Polare Moleküle neigen dazu, sich in polaren Lösungsmitteln wie Wasser aufzulösen, während sich unpolare Moleküle in unpolaren Lösungsmitteln besser lösen. Dieses Löslichkeitsverhalten ist auf die Wechselwirkungen zwischen den polaren oder unpolaren Bereichen von Molekülen und den Lösungsmittelmolekülen zurückzuführen.
3. Existenz in mehreren Phasen: Molekulare Verbindungen können unter Standardbedingungen in verschiedenen Phasen (fest, flüssig oder gasförmig) existieren, abhängig von Faktoren wie Molekülgröße, Form und intermolekularen Kräften. Beispielsweise können einige molekulare Verbindungen, wie etwa Wasser, je nach Temperatur und Druck in allen drei Phasen vorliegen.
4. Nichtleitfähigkeit: Molekulare Verbindungen leiten im Allgemeinen in keinem Zustand (fest, flüssig oder gasförmig) Elektrizität, da sie keine freien Ionen oder beweglichen geladenen Teilchen enthalten. Elektrischer Strom erfordert die Anwesenheit geladener Teilchen, die in molekularen Verbindungen fehlen, in denen Elektronen geteilt und nicht übertragen werden.

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Hauptunterschiede zwischen ionischen Verbindungen und molekularen Verbindungen

• Bindungsmechanismus:
  • Ionische Verbindungen entstehen durch die Übertragung von Elektronen, was zur Bildung von Ionen und zur elektrostatischen Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen führt.
  • Molekulare Verbindungen entstehen durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen zwischen Atomen, was zur Bildung diskreter Moleküle führt, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden.
• Zusammensetzung:
  • Ionische Verbindungen bestehen aus Ionen, bei denen es sich um Atome oder Atomgruppen mit einer elektrischen Nettoladung handelt.
  • Molekulare Verbindungen bestehen aus Molekülen, bei denen es sich um Gruppen von Atomen handelt, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden.
• Physikalische Eigenschaften:
  • Ionische Verbindungen haben aufgrund der starken elektrostatischen Kräfte zwischen den Ionen häufig hohe Schmelz- und Siedepunkte.
  • Molekulare Verbindungen haben im Vergleich zu ionischen Verbindungen aufgrund schwächerer intermolekularer Kräfte zwischen Molekülen typischerweise niedrigere Schmelz- und Siedepunkte.
• Leitfähigkeit:
  • Ionische Verbindungen leiten Elektrizität, wenn sie in Wasser gelöst oder geschmolzen sind, da freie Ionen vorhanden sind, die elektrische Ladung tragen können.
  • Molekulare Verbindungen leiten im Allgemeinen in keinem Zustand (fest, flüssig oder gasförmig) Elektrizität, da sie keine freien Ionen oder beweglichen geladenen Teilchen enthalten.
• Löslichkeit:
  • Viele ionische Verbindungen sind aufgrund der polaren Natur der Wassermoleküle, die Ionen umgeben und aus dem Kristallgitter dissoziieren können, in Wasser löslich.
  • Die Löslichkeit molekularer Verbindungen variiert je nach Polarität der Moleküle, wobei sich polare Moleküle in polaren Lösungsmitteln und unpolare Moleküle in unpolaren Lösungsmitteln auflösen.

Letzte Aktualisierung: 06. März 2024