Chemistry: Ions of copper and silver in ionic compounds?

Moin,

du hast recht…

Das kannst du nicht wissen, es sei denn, du hast etwas Erfahrung mit Chemie.

Die Nebengruppenelemente haben manchmal zwei (oder mehr) Oxidationsstufen (Ionen), weil bei ihren Atomen innere Orbitale (Schalen) mit Elektronen aufgefüllt werden, was mitunter zu merkwürdigen Phänomenen bei der Ionenstabilität führt.

Bei den von dir angesprochenen Elementen Kupfer und Silber ist es so:

Kupfer bildet (häufiger) zweifach positiv geladene Ionen (Cu²⁺), aber es gibt auch Kupferionen, die nur einfach positiv geladen sind (Cu⁺).
Dementsprechend gibt es sowohl Kupfer(II)-sulfat (CuSO₄) als auch Kupfer(I)-sulfat (Cu₂SO₄).
Aber Kupfer(I)-sulfat ist nur im (sehr) trockenen Zustand beständig. In feuchter Luft zerfällt es in Kupfer(II)-sulfat und elementares Kupfer. In Wasser geschieht das dann natürlich auch (nur schneller).
Daher kannst du beim Kupfer also davon ausgehen, dass in Verbindung mit dem Sulfatrest im Grunde immer Kupfer(II)-sulfat (CuSO₄) gemeint ist.

Aber das kannst du nicht intuitiv erfassen, wenn du nicht weißt, dass Kupfer(I)-sulfat in Anwesenheit von Wasser nicht beständig ist. Nun weißt du das und kannst in Zukunft auf diese Erfahrung zurückgreifen.

Silber bildet wiederum vor allem einfach positiv geladene Kationen (Ag⁺). Mit besonders Elektronen-affinen Elementen wie Fluor gibt es auch zweifach positiv geladene Kationen (AgF₂). Im Zusammenhang mit dem Nitrat- (oder auch Sulfat-)Anion kommt Silber allerdings in der einfach positiv geladenen Variante daher. Auch das ist chemische Erfahrung…

Von beiden Elementen gibt es auch noch exotische Salze, in denen die Kupfer- oder Silberatome zu dreifach oder sogar vierfach positiv geladenen Kationen werden, aber das ist Spezialwissen und braucht dich in der Schule nicht zu interessieren.

Wenn du nun noch einmal einen Blick auf das dritte Element in dieser Nebengruppe IB – Gold – wirfst, wird es noch verrückter: Gold kommt zwar in verschiedenen Ionenformen vor, bildet aber hauptsächlich dreifach positiv geladene Kationen (Au³⁺).

Alle drei Elemente kommen also in der gleichen Nebengruppe (IB) vor, bilden aber bevorzugt verschiedene Ionen aus: Kupfer: Cu²⁺ (aber zum Teil auch Cu⁺), Silber: Ag⁺, Gold: Au³⁺.

Das kann man schlecht erklären. Das kann man nur zur Kenntnis nehmen und (mit der Zeit) lernen (= Erfahrung).

Ein letztes Wort noch zu deinem Satz: »Und ich weiß, dass Metalle immer positive Kationen bilden…«.

Nicht einmal das stimmt. Es gibt sehr wohl Metalle, die negativ geladene Ionen haben, zum Beispiel Gold in der exotischen Verbindung Cäsiumaurid (CsAu).

Wenn dich so etwas näher interessiert, kannst du dir ja mal die Liste der Oxidationsstufen aller Elemente anschauen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Oxidationsstufen_der_chemischen_Elemente

Chemie ist eben nicht immer so einfach, wie es dir in der Schule vorgemacht wird. Und du hast letztlich recht, wenn du stöhnst: »Woher soll ich das wissen?«

LG von der Waterkant