Ionen & Ionenbindung

Du streust Salz in dein Nudelwasser, ohne groß darüber nachzudenken. Dabei passiert im Wasser etwas Erstaunliches: Das Salz zerfällt in winzige geladene Teilchen, sogenannte Ionen. Genau diese Teilchen sorgen dafür, dass Salzwasser Strom leitet und dass Salz überhaupt zusammenhält.

Wie Atome zu Ionen werden

Ein Atom ist normalerweise neutral: Es hat genauso viele Protonen (positiv) wie Elektronen (negativ). Manche Atome geben aber gern Elektronen ab, andere nehmen gern welche auf. Natrium gibt ein Elektron ab und hat dann eine positive Ladung mehr als negative: Es wird zum Natrium-Ion Na⁺. Chlor nimmt ein Elektron auf und wird zum Chlorid-Ion Cl⁻. Solche geladenen Atome nennt man Ionen. Manche Atome geben oder nehmen sogar zwei Elektronen auf einmal: Magnesium gibt zwei ab und wird zu Mg²⁺, Sauerstoff nimmt zwei auf und wird zu O²⁻. Die kleine Hochzahl sagt dir also, um wie viele Ladungen das Ion aus dem Gleichgewicht ist. Steht dort keine Zahl wie bei Na⁺ und Cl⁻, ist es genau eine Ladung.

Gegensätze ziehen sich an

Positive und negative Ladungen ziehen sich an. Na⁺ und Cl⁻ rücken deshalb ganz dicht zusammen, und zwar nicht nur zwei Stück, sondern Milliarden davon. Sie ordnen sich in einem regelmäßigen Muster an, dem Ionengitter. Diesen festen Zusammenhalt nennt man Ionenbindung, und das Ergebnis kennst du gut: Kochsalz, chemisch Natriumchlorid (NaCl). Auf jedes Na⁺ kommt dabei genau ein Cl⁻, deshalb ist der Kristall nach außen neutral. Genau dieses Verhältnis 1 zu 1 steht in der Formel NaCl. Jedes Salzkorn, das du in der Hand hältst, ist so ein Gitter.

Warum Salzwasser Strom leitet

Strom fließt nur, wenn sich geladene Teilchen bewegen können. Im festen Salz sitzen die Ionen fest im Gitter, deshalb leitet ein trockenes Salzkorn keinen Strom. Löst du Salz aber in Wasser, trennt das Wasser die Ionen voneinander: Na⁺ und Cl⁻ schwimmen frei umher. Jetzt können sie Ladung transportieren, und das Salzwasser leitet Strom. Reines Wasser dagegen leitet fast gar nicht, denn ihm fehlen die freien Ionen. Beweglich werden die Ionen übrigens auch, wenn das Gitter schmilzt, dafür braucht Kochsalz allerdings über 800 °C.