Moin Leute! Ich weiß ja nicht, ob ihr sowas schon mal gesehen habt. Deshalb schaut euch mal hier an. Das sind Salzkristalle unter einem Mikroskop.
Sieht doch echt cool aus. Vor allem so gleichmäßig. Warum die Salz so aussehen, was das mit Gitterstrukturen und Gitterenergie auf sich hat, das schauen wir uns jetzt an. Um zu kapieren, was die Gitterenergie ist, schauen wir uns erstmal an, was ein Gitter ist. Ich denke, jeder von euch kennt ein Gitter.
Ob Gitterstäbe aus dem Gefängnis oder irgendwelche Gitter an Zäunen oder einfach nur so eine Gitterstruktur, wie auf jedem beknackten karierten Blatt Papier. Und so billig die Anschauung wirkt, ist sie doch hilfreich. Weil jetzt stellt euch einfach mal vor, auf jeder Ecke von dem karierten Papier sitzt ein Ion.
Also setzen wir die da mal hin. Die Ionen sind ja geladen und damit das Ganze cool aussieht und sich nicht gegenseitig abstößt, sind die geordnet. Nämlich immer abwechselnd positive und negative Ladungen.
Zwei negative hätten ja auch gar keinen Bock nebeneinander zu sein. Und das Spiel kann man jetzt nicht nur in einer Linie machen, sondern auf dem ganzen Blatt und in echt dann sogar noch ins Dreidimensionale. Sodass ihr dann einen Würfel habt, in dem immer abwechselnd positive und negative Ionen sitzen. Das ist schon mal die Vorstellung für ein ganz einfaches Salz.
Ist nämlich genau die Struktur von Kochsalz. Und man spricht hier auch davon, dass die Salze ne gute Fernordnung haben. Das klingt im ersten Moment ein bisschen komisch. Was soll denn eine Fernordnung sein?
Aber auf den zweiten Blick ist das voll logisch. Wenn ihr jetzt irgendwelche Ionen anschaut, dann liegen die immer an den Ecken vom Gitter. Also haben immer einen bestimmten Abstand voneinander und die Ordnung vom Gitter bleibt theoretisch im ganzen Kristall so, ist also auch über die Ferne voraussagbar.
Es gibt auch Salze, bei denen ist die Anordnung ein bisschen komplizierter als hier beim Kochsalz. Damit man da aber nicht so wahnsinnig viel zeichnen muss und nach einer Zeit vor vielen Ionen durchdreht, zeichnet man nur eine Elementarzelle. Also so eine Art Mini-Baustein von dem ganzen Gitter. So wie ein kleiner Lego-Baustein. Hier mal am Beispiel vom Salzkristall oben.
Wenn man jetzt mehrere Zellen zusammenhängt, dann bekommt man wieder so ein Gitter. Aber genug über die Gitter allein geredet, kommen wir endlich mal zur Energie. Wenn ihr euch das anschaut, dann liegen ja positive neben negativen Ionen und umgekehrt. Und wie bei Magneten mit positiv und negativ, ziehen sich die einzelnen Ionen natürlich auch an.
Wenn ihr jetzt ein einzelnes Ion rausziehen wollt, dann müsst ihr erstmal die Energie, mit der sich das Ding festhält, überwinden. Und die Energie, die ihr braucht, um das Müs-Ding aus einem Gitter rauszuziehen, ist genau die Gitterenergie. Anders kann man aber auch sagen, die Gitterenergie ist die Energie, die frei wird, wenn sich das Gitter bildet. Kann man sich ja energetisch so vorstellen. Das Gitter ist super, da kuscheln sich die Ionen nah zusammen und ziehen sich an.
An und nicht aus. Deshalb ist das energetisch gesehen... günstiger, als wenn die nicht zusammen in dem Gitter sind. Und wenn das günstiger ist, dann muss da eine Energie bei frei werden. Dabei muss man wissen, dass nicht so wie wir sonst alles immer möglichst einen energiearmen Zustand erreichen will.
Denn das ist ja entspannter. Somit läuft es in beide Richtungen ab. Entweder ich hab's Gitter und hau Energie rein, bis ich die Ionen auseinander krieg, oder aber ich hab rumfliegende Ionen und wenn die sich in einem Gitter ordnen, dann wird Energie frei.
Das Gitter ist dann zum Beispiel auch für andere coole Dinge verantwortlich. Weil die Ionen ja so fest miteinander verbunden sind, sind die Salze auch ziemlich hart. Und durch die spezielle Form der Gitter hat man bei Salzkristallen auch immer eine regelmäßige Struktur, die man oft mit dem Auge oder dem Mikroskop erkennen kann. Hohe Schmelztemperaturen der Salze sind auch eine Folge der Gitterenergie.
Die Ionen halten sich fest. Das heißt, man braucht viel Energie, um sie voneinander zu lösen und eine Flüssigkeit hinzubekommen. Und nachdem wir die ionische Bindung von Salzen angeschaut haben, geht es hier weiter mit der Bindung von Metallen. Hasta la vista und ciao!