Ionenschreibweise

Bedeutung und Grundidee

Die Ionenschreibweise ist eine chemische Schreibweise für Ionen. Hochgestellte Ladungszeichen zeigen, ob ein Ion ein Kation (positiv geladen, ^{+}) oder ein Anion (negativ geladen, ^{−}) ist. Sie macht sichtbar, welche Ionen in einer ionischen Verbindung enthalten sind, und wird besonders bei Reaktionsgleichungen verwendet.

Die Formel NaCl für Natriumchlorid zeigt allein die enthaltenen Ionen nicht. In der Ionenschreibweise erkennt man Natrium-Ionen Na^{+} und Chlorid-Ionen Cl^{−}. Bei einem neutralen Salz gleichen sich die positiven und negativen Ladungen insgesamt aus. Deshalb trägt die Formeleinheit NaCl selbst keine Ladung.

Ionenverhältnis und Salzformeln

Aus den Ionenladungen lässt sich das Zahlenverhältnis der Ionen in einer Formeleinheit bestimmen. So besteht MgCl_{2} aus 1 Mg^{2+} und 2 Cl^{−}; die Gesamtladung ist 0. Al_{2}O_{3} enthält 2 Al^{3+} und 3 O^{2−}.

Weitere Beispiele sind Fe(OH){2}: 1 Fe^{2+} und 2 OH^{−}; Fe{2}O_{3}: 2 Fe^{3+} und 3 O^{2−}; Na_{2}CO_{3}: 2 Na^{+} und 1 CO_{3}^{2−}; sowie Pb(SO_{4}){2}: 1 Pb^{4+} und 2 SO{4}^{2−}. Mit dem Ionenverhältnis kann man sowohl die korrekte Formeleinheit aufstellen als auch ein Salz benennen.

Verwendung bei Reaktionen und Lösungen

Die Ionenschreibweise wird in polaren Lösungsmitteln, zum Beispiel in wässrigen Lösungen, verwendet, weil Ionen dort überwiegend dissoziiert vorliegen, also voneinander getrennt sind.

Bei der Herstellung von Natriumchlorid aus den Elementen gilt: 2 Na(s) + Cl_{2}(g) → 2 NaCl(s) = 2 Na^{+} + 2 Cl^{−}. Natrium und Chlorgas reagieren dabei zu Natriumchlorid.

Beim Lösen von festem Natriumchlorid in Wasser lautet die Darstellung: NaCl(s) → NaCl(aq) = Na^{+}(aq) + Cl^{−}(aq). Das feste Salz geht in gelöstes Salz über; dabei entstehen gelöste Ionen.

Mischformen vermeiden

Teilweise werden Mischformen verwendet, bei denen die Ladungen direkt in die Salzformel geschrieben werden, etwa Na^{+}Cl^{−} statt NaCl oder Mg^{2+}Cl_{2}^{−} statt MgCl_{2}. Im Schulunterricht sollte dieser Ansatz eher vermieden werden: In einer neutralen Formeleinheit heben sich die Ionenladungen gegenseitig auf und erscheinen daher nicht als Gesamtladung der Salzformel.