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Molekülkristalle

Salzhydrate

Im Zusammenhang mit den Molekülkristallen sollen auch Salzhydrate besprochen werden. Viele Salze kristallisieren aus wässriger Lösung mit Kristallwasser aus. Dies mag zunächst unverständlich erscheinen, denn der Einbau von Wasser-Molekülen verhindert eine weitgehende Annäherung der Ionen, wie sie bei Ionenverbindungen üblich ist. Das besondere Verhalten des Wassers ist auf den starken Dipolcharakter und die geringe Größe des Moleküls zurückzuführen, das heißt Wasser-Moleküle können im Kristall mit den Kationen, mit vor allem komplexen Anionen und mit anderen Kristallwasser-Molekülen in Wechselwirkung treten.

Ob ein Salz wasserfrei oder mit Kristallwasser aus seiner Lösung auskristallisiert, hängt wesentlich von den Größenverhältnissen ab. Alkalihalogenide mit relativ großen Kationen kirstallisieren wasserfrei im Caesiumchlorid- beziehungsweise Natriumchlorid-Gitter, weil hier hohe Koordinationszahlen (8 beziehungsweise 6) möglich sind. Kleine, stärker geladene Kationen binden bereits in Lösung ihre Hydrathülle fester und bilden sogenannte Aquakomplexe.

Abb.1
Ionen mit Hydrathülle

Aquakomplexe sind wesentlich größer als dieselbe Verbindung ohne Wassereinschluß, zum Beispiel Al3+ mit einem Ionenradius von 57 pm gegenüber [Al(H2O)6]3+ mit 330 pm. Sie können auch mit großen Anionen wie Sulfat (244 pm) dicht gepackte Strukturen bilden. Die entsprechenden wasserfreien Salze liegen im Allgemeinen in Schichtstruktur mit niedrigeren Koordinationszahlen vor.

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