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Summenformel
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Eine Summenformel, auch Molekülformel (oft auch unpräzise Chemismus), dient in der Chemie dazu, die Anzahl der gleichartigen Atome eines Moleküls oder die Formeleinheit eines Salzes anzugeben.
Inhaltsverzeichnis |
Aufbau
Die Summenformel eines Stoffes besteht aus den Symbolen der enthaltenen chemischen Elemente und kleinen, tiefgestellten Ziffern für deren Zahlen- bzw. Stoffmengenverhältnisse in dieser Verbindung. Diese Anzahl der Atome steht als Index immer rechts unterhalb der Atombezeichnung, wobei die Ziffer „1“ nicht ausgeschrieben wird.
Sortierung
Das Element höherer Elektronegativität (im Periodensystem in der Regel weiter rechts oder oben) steht in der Summenformel wie auch im Namen des Stoffes üblicherweise rechts von einem Element niedrigerer Elektronegativität. Bspw. wird Kochsalz (Natriumchlorid) i. a. als ‚NaCl‘ und nicht als ‚ClNa‘ geschrieben.
In Tabellenwerken und Datenbanken wird jedoch zumeist das Hill-System bevorzugt, dass Kohlenstoffe vor Wasserstoff und alle anderen Atomsymbole streng alphabetisch einsortiert.
Beispiele für Summenformeln in der Chemie
- NaCl, Kochsalz, besteht aus Natrium- und Chlor-Ionen im Mengenverhältnis 1:1,
- H2O, ein Wasser-Molekül besteht aus genau zwei Wasserstoff-Atomen (H) und einem Sauerstoff-Atom (O) (Atomzahlenverhältnis 2:1),
- H2SO4, ein Schwefelsäure-Molekül, besteht aus genau zwei Wasserstoff-Atomen, einem Schwefel-Atom (S) und 4 Sauerstoff-Atomen (Atomzahlenverhältnis 2:1:4).
Bei einfachen Verbindungen ist die Molekül-/Summenformel die gleiche wie die Verhältnisformel, die das kleinstmögliche Zahlenverhältnis angibt.
Zur Geschichte der Summenformeln
Schon die Alchimisten symbolisierten Stoffe in Form verschiedenster Zeichen. Jöns Jakob Berzelius führte eine bis heute gebräuchliche Symbolschreibweise ein: Die Elemente werden durch den oder die beiden Anfangsbuchstaben des lateinischen Namens des Elementes gebildet, z. B.:
- H für Wasserstoff (hydrogenium),
- O für Sauerstoff (oxygenium),
- Fe für Eisen (ferrum),
- Au für Gold (aurum) und
- Hg für Quecksilber (hydrargyrum)
Zum Unterschied Summenformel und Strukturformel
Wenn sich – wie im Kochsalz – Elemente im Mengenverhältnis 1:1 verbinden, bestehen Kochsalzteilchen dann aus jeweils nur zwei Atomen? Die Summenformel sagt nichts über die Struktur einer Verbindung aus Ionen oder auch eines Moleküls aus. Dazu wird die Strukturformel verwendet (Bei einfachen Molekülen reicht die Summenformel jedoch für eine eindeutige Beschreibung des Moleküls aus).
Zur Bedeutung von Summenformeln
Summenformeln sagen etwas über die Stoffmengenverhältnisse aus, in denen sich Elemente bei chemischen Reaktionen zu Verbindungen zusammenfinden. Die Ausgangs- und Endstoffe der Reaktion (Edukte und Produkte) werden im Reaktionsschema in der Regel in Form von Summenformeln eingebaut (In der Regel werden hier die üblichen Summenformeln benutzt, die sich aus den Symbolen der beteiligten Elemente bzw. Atomsorten und kleinen tiefgestellten Zahlen (Indizes) zusammensetzen). Letztere geben die Verhältnisse der Atomanzahlen bzw. Stoffmengen n der Elemente in ihren jeweiligen Verbindungen wieder:
- In Kochsalz (Natriumchlorid) ist das Stoffmengenverhältnis von Natrium zu Chlor n(Na) : n(Cl) = 1 : 1 (vgl. Abbildung): je ein Mol Natrium = 23 g und 1 Mol Chlor-Atome = 35,45 g ergeben also ein Mol Kochsalz, Stoffmengen-Verhältnis 1:1,
- im Wasser H2O ist es n(H) : n(O) = 2 : 1,
- im Aluminiumoxid Al2O3 n(Al) : n(O) = 2 : 3 und
- im Hexan C6H14 n(C) : n(H) = 6 : 14 = 3 : 7 (Die Verhältnisformel des gleichen Moleküls wäre daher C3H7 , Hexan hat hingegen die Strukturformel CH3CH2CH2CH2CH2CH3, was zeigt, dass eine Kette von 6 Kohlenstoffatomen und 14 Wasserstoffatomen vorliegt.).
Siehe auch
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