a) Die Ionenbindung
Eine Möglichkeit für ein Atom, den Edelgaszustand zu erreichen besteht darin, die ihm auf die Zahl Acht fehlenden Elektronen aufzunehmen oder die Elektronen der äußersten Schale abzugeben. Durch Wegnahme von Elektronen entstehen positiv geladene Ionen, durch Zufügung von Elektronen entstehen negativ geladene Ionen.
Beispiel:
2 Na + Cl2 ® 2 NaCl ( = Kochsalz)
Bei dieser Reaktion entsteht durch Reaktion von Natrium und Chlorid Natriumchlorid (= Kochsalz). Natrium gehört zur ersten Gruppe, hat 11 Elektronen (2 in der ersten Schale, 8 in der zweiten Schale und 1 Elektron in der dritten Schale) und hat somit 1 Elektron in der äußersten Schale: um auf acht Elektronen in der äußersten Schale zu kommen, würde es 7 Elektronen benötigen, was ein riesieger Energieaufwand bedeuten würden. Leichter ist es für ein solches Atom ein Elektron abzugeben. Wenn Natrium ein Elektron abgibt, befinden sich auf der innersten Schale 2 Elektronen, und in der darauf folgenden Schale 8 Elektronen, der Edelgaszustand ist somit erreicht. Das Natriumatom hat nun 11 positiv geladene Protonen und 10 negativ geladene Elektronen, ist somit nach außen hin nicht mehr neutral, sondern auf Grund der fehlenden negativen Ladung jetzt einfach positiv geladen. Geladene Teilchen oder Moleküle werden Ionen genannt, positiv geladene Ionen nennt man dabei Kationen, negativ geladene Ionen Anionen.
Beim Chlorid verhält es sich genau umgekehrt. Es enthält als Element der 17. Gruppe 7 Elektronen in der äußersten Hülle, auf den Edelgaszustand (8 Elektronen) fehlt ihm noch 1 Elektron. Leichter als 7 Elektronen abzugeben, ist es hier natürlich ein Elektron aufzunehmen. Natrium gibt also in der oben genannten Reaktion 1 Elektron ab, Chlorid nimmt es auf und wird dadurch, im Gegensatz zum Natrium negativ geladen und ist somit ein Anion.
Ionenbindung entsteht meist dann wenn Elemente der 1. oder 2. Gruppe (welche leicht Elektronen abgeben) mit Elementen der 6. oder 7. Gruppe (die leicht ein oder zwei Elektronen aufnehmen) zusammentreffen
Ionen bilden eine Gitterstruktur und folglich auch verschiedene spröde und harte Kristallstrukturen (Kochsalz z.B. bildet ein solches sprödes und hartes Kristall). Die feste Bindung des Gitters kann duch Lösung in Wasser zerstört werden (Kochsalz löst sich bekanntlich in Wasser auf). Dadurch werden die Ionen (im Fall von Kochsalz: ein positv geladenes Natrium-Ion und ein negativ geladenes Chlorid-Ion) frei beweglich und elektrisch Leitfähig.
Befinden sich Ionen in einer Flüssigkeit, spircht man von einer Elektrolytlösung. Eine Elektrolyt ist eine Lösung die den Strom besser leitet als reines Wasser. Gibt man Natrium und Chlorid ins Wasser steigt die Leitfähigkeit, da sich ja jetzt frei bewegliche positive (Natrium) und negative (Chlorid) Ladungsträger in der Lösung befinden. Gibt man z.B. Zucker (ebenfalls wie Kochsalz ein Kristall, aber kein Ion sondern ein neutrales und nicht geladenes Molekül) in Wasser, löst er sich ebenfalls auf, der Strom wird aber nicht besser geleitet, Zucker ist somit ein Nicht-Elektrolyt.