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Fokus Nachhilfe

Kationen und Anionen: Ionen und Ionenbindung

Gibt ein Atom Elektronen ab, wird es zum positiven Kation; nimmt es Elektronen auf, wird es zum negativen Anion. Kationen und Anionen ziehen sich an und bilden zusammen Salze wie Kochsalz.

  • 3. Sek - 1. Jahr Gymnasium
  • Zyklus 3, Gymnasium
  • Lehrplan 21: NT.3.2.e
Ein Jugendlicher betrachtet am Küchentisch mit der Lupe grosse, würfelförmige Salzkristalle auf einem dunklen Teller.
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Das musst du wissen

Erklärung

Ein Ion ist ein , das abgegeben oder aufgenommen hat und darum geladen ist. Positive Ionen heissen Kationen, negative Ionen heissen Anionen. Am Schluss bestimmst du die Ladung eines Ions und stellst die Formel eines Salzes auf.

Vom Atom zum Ion

Ein Atom hat gleich viele im Kern wie Elektronen in der Hülle. Darum ist es nach aussen neutral.

Gibt das Atom Elektronen ab oder nimmt es welche auf, stimmt das nicht mehr: Es wird zum Ion. Die Ladung rechnest du so: Zahl der Protonen minus Zahl der Elektronen. Die Protonen ändern sich dabei nie.

MerkeLadung eines Ions = Protonen minus Elektronen.

Kationen: Metalle geben Elektronen ab

Metall-Atome haben wenige und geben sie ab. Weil Elektronen negativ sind, wird das Ion positiv: ein Kation.

In den I bis III ist die Ladung die Gruppennummer: , , . Diese Ionen haben aussen eine volle Schale wie ein .

Eisen steht in keiner Hauptgruppe. Es bildet und , beide ohne Edelgas-Hülle.

MerkeKationen sind positiv. Das t in «Kation» sieht aus wie ein Plus.

Anionen: Nichtmetalle nehmen Elektronen auf

Nichtmetall-Atome der Hauptgruppen V bis VII haben 5 bis 7 Valenzelektronen. Sie nehmen Elektronen auf, bis sie 8 haben. Dadurch wird das Ion negativ: ein Anion.

Die Ladung ist Gruppennummer minus 8: (V), (VI), (VII). Der Name des Anions endet auf -id: Chlorid, Fluorid, Bromid, Iodid, Oxid, Sulfid, Nitrid.

MerkeHauptgruppe I bis III: Ladung + Gruppennummer. Hauptgruppe V bis VII: Ladung Gruppennummer minus 8.

Die Ionenbindung

Trifft ein Metall auf ein Nichtmetall, wandern Elektronen vom Metall zum Nichtmetall. Kationen und Anionen ziehen sich an: Das ist die Ionenbindung.

Die Anziehung wirkt in alle Richtungen. So entsteht ein regelmässiges Ionengitter. Im Kochsalz hat jedes sechs als Nachbarn und umgekehrt. Ein Stoff aus Ionen heisst Salz.

MerkeIonenbindung: Kationen und Anionen ziehen sich an, meist zwischen Metall und Nichtmetall.

Die Formel eines Salzes

Ein Salz ist nach aussen neutral. Die positiven und negativen Ladungen müssen sich also ausgleichen. Die Formel gibt nur das Zahlenverhältnis der Ionen an, denn gibt es im Salz keine.

Magnesiumchlorid: braucht zwei , also . Aluminiumoxid: Zwei bringen +6, drei bringen −6, also . Im Namen steht das Metall vorne, das Anion mit -id hinten.

MerkePlus und Minus müssen zusammen null ergeben.

Mehratomige Ionen

Manche Ionen bestehen aus mehreren Atomen, die fest zusammenhalten und gemeinsam eine Ladung tragen. Die wichtigsten: Ammonium , Hydroxid , Nitrat , Hydrogencarbonat , Carbonat , Sulfat und Phosphat .

Braucht eine Formel ein solches Ion mehrmals, kommt es in Klammern: Calciumnitrat ist .

Eigenschaften der Salze

Die Anziehung im Ionengitter ist stark. Darum sind Salze fest und schmelzen erst sehr heiss, Kochsalz bei 801 °C. Salze sind hart, aber spröde: Bei einem Schlag stossen sich gleiche Ladungen ab, der Kristall bricht.

Festes Salz leitet keinen Strom, die Ionen sitzen fest. In der Schmelze oder in Wasser gelöst sind sie beweglich und leiten.

Ionen und Ionenbindung (kationen): Übersicht mit Vom Atom zum Ion; Kationen: Metalle geben Elektronen ab; Anionen: Nichtmetalle nehmen Elektronen auf; Die Ionenbindung; Die Formel eines Salzes.
Ionen und Ionenbindung auf einen Blick: die wichtigsten Regeln.

Häufige Fehler

  • ✕Ein Kation hat Elektronen aufgenommen, darum ist es positiv.

    ✓Elektronen sind negativ. Ein Kation hat Elektronen abgegeben, jetzt überwiegen die positiven Protonen.

  • ✕Magnesiumchlorid hat die Formel .

    ✓​ trägt zwei Plusladungen, nur eine Minusladung. Es braucht zwei Chlorid-Ionen: .

  • ✕Das Magnesium-Ion schreibt man .

    ✓Zuerst die Zahl, dann das Vorzeichen: . Bei einer einfachen Ladung steht nur das Vorzeichen: .

  • ✕Kochsalz besteht aus NaCl-Molekülen.

    ✓Kochsalz ist ein Ionengitter aus und . Die Formel sagt nur, dass es gleich viele Natrium- wie Chlorid-Ionen hat.

Begriffe zum Nachschlagen
Ion
Geladenes Teilchen. Es entsteht, wenn ein Atom Elektronen abgibt oder aufnimmt.
Kation
Positiv geladenes Ion, zum Beispiel . Es hat weniger Elektronen als Protonen.
Anion
Negativ geladenes Ion, zum Beispiel . Es hat mehr Elektronen als Protonen.
Ionenbindung
Zusammenhalt von Kationen und Anionen durch ihre entgegengesetzte Ladung. Typisch zwischen Metall und Nichtmetall.
Salz
Stoff, der aus Kationen und Anionen aufgebaut ist, zum Beispiel Kochsalz oder Kalk .
Ionengitter
Regelmässige Anordnung von Kationen und Anionen in einem Salzkristall.
Mehratomiges Ion
Ion aus mehreren Atomen, die gemeinsam eine Ladung tragen, zum Beispiel .
Valenzelektronen
Die Elektronen auf der äussersten Schale. Sie werden bei der Ionenbildung abgegeben oder ergänzt.
Edelgaskonfiguration
Volle äusserste Schale wie bei einem Edelgas. Ionen der Hauptgruppen erreichen sie: hat dieselbe Hülle wie Neon.

Noch unsicher? Zuerst lernen:Schalenmodell und OrbitalePeriodensystem der Elemente

So geht's

Beispiele Schritt für Schritt

Beispiel 1Das Magnesium-Ion

Magnesium hat 12 Protonen und steht in der Hauptgruppe II. Welches Ion bildet es? Gib die Ladung an und vergleiche mit einem Edelgas.

Lösung Schritt für Schritt
  1. Die Elektronen verteilen sich auf die Schalen: 2, 8, 2. Auf der äussersten Schale liegen 2 Valenzelektronen.
  2. Magnesium ist ein Metall und gibt die 2 Valenzelektronen ab. Übrig bleiben 10 Elektronen.12−2=10
  3. Ladung: Protonen minus Elektronen.12−10=+2
  4. Mit 10 Elektronen in den Schalen 2, 8 hat das Ion dieselbe Hülle wie das Edelgas Neon.

Magnesium bildet das Kation mit der von Neon.

Beispiel 2Das Oxid-Ion

Sauerstoff hat 8 Protonen und steht in der Hauptgruppe VI. Welches Ion bildet er?

Lösung Schritt für Schritt
  1. Schalen: 2, 6. Sauerstoff hat 6 Valenzelektronen. Bis zu einer vollen Aussenschale mit 8 Valenzelektronen fehlen 2.8 Valenzelektronen−6 Valenzelektronen=2
  2. Als Nichtmetall nimmt Sauerstoff 2 Elektronen auf. Statt 8 Elektronen hat es dann 10, verteilt auf die Schalen 2, 8.8+2=10 Elektronen
  3. Ladung: Protonen minus Elektronen.8−10=−2
  4. Das Anion des Sauerstoffs heisst Oxid-Ion. Es hat ebenfalls die Hülle von Neon.

Sauerstoff bildet das Anion , das Oxid-Ion.

Beispiel 3Streusalz bei grosser Kälte

Ein Mitarbeiter des Werkdiensts streut auf einem verschneiten Trottoir in einem Bergdorf Salz, ein Kind schaut zu.

Im Winter streut der Werkdienst in Davos auf Trottoirs Salz gegen Glatteis. Bei sehr tiefen Temperaturen wird neben Kochsalz auch Calciumchlorid eingesetzt. Calcium steht in der Hauptgruppe II, Chlor in der Hauptgruppe VII. Stelle die Formel von Calciumchlorid auf.

Lösung Schritt für Schritt
  1. Calcium ist ein Metall der Hauptgruppe II und gibt 2 Elektronen ab: .
  2. Chlor ist ein Nichtmetall der Hauptgruppe VII und nimmt 1 Elektron auf: .7−8=−1
  3. Ein bringt zwei Plusladungen. Dafür braucht es zwei .(+2)+2·(−1)=0
  4. Das Metall kommt in der Formel zuerst, die Zahl der Chlorid-Ionen steht klein dahinter.

Calciumchlorid hat die Formel : ein Calcium-Ion auf zwei Chlorid-Ionen.

Beispiel 4Die Schutzschicht der Velofelge

Ein Mädchen wäscht im Hof eines Wohnhauses mit Schwamm und Kessel die glänzenden Felgen ihres Velos.

Lara wäscht in Luzern ihr Velo mit Aluminiumfelgen. Das Aluminium ist von einer dünnen Schicht Aluminiumoxid überzogen, die es vor Korrosion schützt. Aluminium steht in der Hauptgruppe III, Sauerstoff in der Hauptgruppe VI. Stelle die Formel von Aluminiumoxid auf.

Lösung Schritt für Schritt
  1. Aluminium gibt 3 Elektronen ab: . Sauerstoff nimmt 2 auf: .
  2. Gesucht ist die kleinste Zahl, die durch 3 und durch 2 teilbar ist: 6.
  3. Für +6 braucht es zwei Aluminium-Ionen, für −6 drei Oxid-Ionen.2·(+3)+3·(−2)=0
  4. Formel mit dem Metall vorne:

Aluminiumoxid hat die Formel : zwei Aluminium-Ionen auf drei Oxid-Ionen.

Jetzt du

Übungen mit Lösungen

Fang beim Einstieg an. Klapp die Lösung erst auf, wenn du selbst gerechnet hast. Steckst du fest, gibt Fox dir einen Tipp.

  1. 1

    Sortiere in Kationen und Anionen: , , , .

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Kationen: , . Anionen: , .

    1. Kationen sind positiv geladen: Plus-Zeichen.
    2. Anionen sind negativ geladen: Minus-Zeichen.
  2. 2

    Ein Atom gibt 2 Elektronen ab. Welche Ladung hat das Ion?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​2+, das Ion ist zweifach positiv.

    1. Jedes Elektron trägt eine negative Ladung.
    2. Fehlen 2 Elektronen, überwiegen die Protonen um 2: Ladung 2+.
  3. 3

    Kalium steht in der Hauptgruppe I. Welches Ion bildet es?

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    Ergebnis: ​, ein Kation.

    1. Kalium hat 1 Valenzelektron.
    2. Als Metall gibt es dieses Elektron ab: Ladung +1.
  4. 4

    Wie heisst das Anion des Chlors, und welche Ladung hat es?

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    Ergebnis: Chlorid-Ion, .

    1. Chlor hat 7 Valenzelektronen und nimmt 1 Elektron auf.
    2. Das ergibt die Ladung −1. Der Name endet auf -id: Chlorid.
  5. 5

    Ein Ion hat 11 Protonen und 10 Elektronen. Welche Ladung hat es, und um welches Ion handelt es sich?

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    Ergebnis: Ladung +1, das Natrium-Ion .

    1. Ladung: 11−10=+1.
    2. Das Element mit 11 Protonen ist Natrium.
  1. 6

    Schreib die Ionen von Aluminium, Schwefel, Brom und Magnesium mit Ladung auf. Schwefel steht in der Hauptgruppe VI, Brom in der VII.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​, , , .

    1. Aluminium (III) und Magnesium (II) sind Metalle: Ladung gleich Gruppennummer.
    2. Schwefel (VI) und Brom (VII) sind Nichtmetalle: Gruppennummer minus 8, also −2 und −1.
  2. 7

    Stelle die Formel von Kaliumbromid und von Natriumoxid auf.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Kaliumbromid , Natriumoxid .

    1. ​ und gleichen sich 1 : 1 aus: .
    2. ​ braucht zwei : .
  3. 8

    Benenne die Salze und .

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Calciumfluorid und Lithiumsulfid.

    1. Das Metall steht vorne und behält seinen Namen: Calcium, Lithium.
    2. Das Anion bekommt die Endung -id: Fluor wird zu Fluorid, Schwefel zu Sulfid.
  4. 9

    Calcium hat 20 Protonen. Welches Edelgas hat dieselbe Elektronenhülle wie das Ion ?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Argon.

    1. ​ hat 20−2=18 Elektronen.
    2. Das Edelgas mit 18 Elektronen ist Argon.
  5. 10

    Welche dieser Stoffe sind Salze: , , , , ?

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​, und .

    1. Salze entstehen meist aus einem Metall und einem Nichtmetall.
    2. K, Mg und Ca sind Metalle. und bestehen nur aus Nichtmetallen und sind Moleküle.
  1. 11

    Stelle die Formel von Aluminiumsulfid auf.

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    Ergebnis: ​.

    1. Ionen: und .
    2. Kleinste gemeinsame Ladungszahl: 6.
    3. Zwei (+6) und drei (−6): .
  2. 12

    Ein Ion hat 18 Elektronen und die Ladung 3−. Welches Ion ist es? Stelle die Formel des Salzes auf, das es mit Magnesium bildet.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Das Phosphid-Ion . Das Salz ist Magnesiumphosphid .

    1. Ladung = Protonen minus Elektronen, also Protonen = Elektronen plus Ladung: 18+(−3)=15.
    2. Das Element mit 15 Protonen ist Phosphor (Hauptgruppe V, 5−8=−3). Das Anion heisst Phosphid.
    3. Magnesium bildet . Drei bringen +6, zwei bringen −6: .
  3. 13

    Ein fester Kochsalzkristall leitet keinen Strom. Schmilzt man ihn, leitet die Schmelze. Erkläre.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: Im Kristall sitzen die Ionen fest im Gitter. In der Schmelze bewegen sie sich frei und tragen die Ladung.

    1. Strom fliesst nur, wenn sich geladene Teilchen bewegen.
    2. Im festen Salz sind die Ionen im Ionengitter an ihren Platz gebunden.
    3. Beim Schmelzen bricht das Gitter auf, die Ionen werden beweglich.
  4. 14

    Stelle die Formel von Calciumnitrat auf. Das Nitrat-Ion ist .

    Lösung zeigen

    Ergebnis: ​.

    1. Ionen: und .
    2. Für zwei Plusladungen braucht es zwei Nitrat-Ionen.
    3. Das mehratomige Ion kommt in Klammern, die 2 dahinter: .
  5. 15

    Magnesiumoxid schmilzt erst bei über 2800 °C, Natriumchlorid schon bei 801 °C. Erkläre den Unterschied.

    Lösung zeigen

    Ergebnis: In tragen die Ionen doppelte Ladungen (, ). Sie ziehen sich viel stärker an als und .

    1. Beim Schmelzen muss die Anziehung zwischen den Ionen überwunden werden.
    2. Je grösser die Ladungen, desto stärker die Anziehung.
    3. ​ und sind zweifach geladen, und nur einfach.

Bringt dein Kind Kationen, Anionen und die Formeln der Salze noch durcheinander, übt eine Lehrperson mit ihm Schritt für Schritt, bis jede Ladung sitzt. Chemie-Nachhilfe für Sek und Gymnasium

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Trainer: Kationen, Anionen und Salze

So funktioniert der Trainer

Immer neue Fragen zu Ionen, Ladungen und Formeln von Salzen, mit kurzer Erklärung nach jeder Antwort. Stufe 1 fragt Kationen und Anionen ab, Stufe 2 die Ladungen aus dem Periodensystem, Stufe 3 die Formeln von Salzen.

Wie heisst die Bindung zwischen Kationen und Anionen?

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Für Eltern und Lehrpersonen

Lehrplan 21

Typische Klasse
3. Sek - 1. Jahr Gymnasium
Stufe
Zyklus 3, Gymnasium
Fach
Chemie

In der 3. Sek im Fach Natur und Technik zusammen mit der Molekülbindung. Im 1. Jahr Gymnasium kommen Ionenladungen aus dem Periodensystem, Formeln von Salzen und mehratomige Ionen genauer dazu.

  • NT.3.2.eErklären, wie Metall- und Nichtmetall-Atome durch Abgeben und Aufnehmen von Elektronen zu Ionen werden und sich zu Salzen verbinden, und daraus die Eigenschaften der Salze ableiten.
  • NT.3.2.dMit dem Schalenmodell und der Stellung im Periodensystem vorhersagen, wie viele Elektronen ein Atom abgibt oder aufnimmt.

Codes nach dem Lehrplan 21 der Deutschschweiz, Umschreibung in eigenen Worten. Wann genau das Thema drankommt, legt das Lehrmittel der Schule fest. Alle Themen nach Lehrplan 21

Gut zu wissen

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Kationen und Anionen?

Kationen sind positiv geladen, weil das Atom Elektronen abgegeben hat; das tun vor allem Metalle. Anionen sind negativ geladen, weil das Atom Elektronen aufgenommen hat; das tun Nichtmetalle.

Woher kommen die Namen Kation und Anion?

Legt man eine Spannung an eine Salzlösung, wandern die positiven Ionen zum Minuspol, der Kathode, und die negativen zum Pluspol, der Anode. Daher die Namen Kation und Anion.

Wie erkenne ich, welche Ladung ein Ion hat?

Bei den Hauptgruppen hilft das Periodensystem. Metalle der Hauptgruppen I bis III haben die Gruppennummer als Plusladung, Nichtmetalle der Hauptgruppen V bis VII die Gruppennummer minus 8 als Minusladung.

In welcher Klasse lernt man Ionen und Ionenbindung?

Meist in der 3. Sek im Fach Natur und Technik, zusammen mit der Molekülbindung. Im 1. Jahr Gymnasium kommen die Formeln von Salzen und mehratomige Ionen genauer dazu. Je nach Kanton und Schule kann es etwas früher oder später sein.

Stand 08.11.2026. Alle Erklärungen und Aufgaben hat Fokus Nachhilfe selbst geschrieben, nach dem Lehrplan 21 der Deutschschweiz. Trainer und Lösungen rechnet ein Programm, nicht eine KI. Fehler gefunden?