Ausgangs
-Situation
Hier sehen wir die Ausgangssituation bei der Bildung von Natriumchlorid. Festes Natrium ist von gasförmigem Chlor umgeben.
Die Atome des Natriums bilden eine dichte Kugelpackung, die Chloratome bilden Moleküle, die aus je zwei Atomen bestehen.
Sublimation
von Natrium
Damit die Natriumatome mit den Chloratomen reagieren können, müssen sie erst einmal "freigelegt" werden. Solange sie sich in einer dichten Kugelpackung befinden, können sie nicht reagieren.
Also ist der erste Schritt bei der NaCl-Bildung die Verdampfung oder Sublimation des Natriums.
Dieser Vorgang ist natürlich endotherm, schließlich ziehen sich die Na-Atome gegenseitig an (fester Zustand).
Die für die Sublimation aufzuwendende Energie nennt man
Sublimationsenergie
Dissoziation
von Chlor
Gleichzeitig findet bereits der zweite Schritt statt: die Aufspaltung oder Dissoziation der Chlormoleküle in einzelne Chloratome.
Auch das Chlor kann nur reagieren, wenn die Atome einzeln vorliegen.
Dieser Vorgang ist ebenfalls endotherm, und die für diese Spaltung notwendige Energie bezeichnet man als Dissoziationsenergie .
Ionisierung
von Natrium
Jetzt sind die Natrium- und Chloratome gasförmig und liegen einzeln vor - ideale Bedingungen für eine chemische Reaktion. Zunächst geben die Natriumatome jeweils ein Elektron ab. Obwohl sie dies "gerne" machen, wie wir auf der vorherigen Seite gesehen haben, ist dieser Vorgang endotherm. Immerhin werden die Elektronen von den postiven Atomkernen angezogen, um ein Elektron aus dem Na-Atom herauszuholen, ist also Energie aufzuwenden, die sogenannte Ionisierungsenergie .
Chlor nimmt Elektronen auf
Die freigesetzten Elektronen sind jetzt von den Chloratomen aufgenommen worden. Bei diesem Vorgang wird zum erstenmal bei der ganzen Reaktion Energie frei, die als Elektronenaffinität bezeichnet wird.
Wir haben jetzt gasförmige Natrium- und Chloridionen vorliegen, die entgegengesetzt geladen sind. Daher ist zu erwarten, das jetzt etwas passieren wird...
Bildung eines Kristallgitters
In der Tat passiert jetzt etwas. Die entgegengesetzt geladenen Ionen ziehen sich ziemlich stark an. Jedes Natriumatom umgibt sich mit möglichst vielen Chloridionen, und jedes Chloridion versammelt möglichst viele Natriumionen um sich.
Es bildet sich eine regelmäßige, feste Struktur, ein Kristallgitter .
Weil bei diesem Prozess neue chemische Bindungen entstehen, wird Energie freigesetzt, die sogenannte Gitterenergie .
Diese ist im Falle von Natriumchlorid sehr hoch. Viel größer, als Sublimations-, Dissoziations- und Ionisierungsenergie zusammen. Die Gesamtreaktion zwischen festem Natrium und gasförmigem Chlor ist daher ingesamt exotherm.
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Von der NaCl-Bildung profitieren sowohl Na- wie auch Cl-Atome
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Energieaspekte der NaCl-Bildung
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