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Chemische
Zeichensprache
Damit sich Chemiker weltweit
verständigen können, gebrauchen sie eine gemeinsame Fachsprache,
die in der IUPAC-Nomenklatur
(International Union of Pure and Applied Chemistry = Internat. Union für
Reine u. Angewandte Chemie) einheitlich geregelt ist. Eine Symbolsprache
für die Chemie gab es schon im Mittelalter bei den Alchemisten. Dort
waren viele der Symbole so verschlüsselt, dass sie nur von "Eingeweihten"
gebraucht werden konnten. So gab es für das Gold eine Vielzahl an
Symbolen (siehe oben). Die heute für die Elemente gebräuchlichen
Symbole wurden ab dem Jahre 1811 im wesentlichen von dem schwedischen Chemiker
Jöns Jacob Freiherr von Berzelius
geschaffen. Berzelius benutzte nur Buchstaben und Ziffern.
Summenformel
Die Elementsymbole kennzeichnen
in der Regel ein Atom eines Elements und in chemischen Gleichungen ein
Mol des Elements. Bei chemischen Verbindungen
wird die Anzahl der beteiligten Atomen durch Aufreihung der Buchstaben
und einer Zahl rechts nach unten versetzt angezeigt. In einem Molekül
Wasser H2O verbinden sich Wasserstoff- und Sauerstoffatome im
Verhältnis 2:1. Diese Form der Darstellung mit Aufzählung der
Anzahl der Atome wird als Summenformel bezeichnet.
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Bei den Salzen werden üblicherweise
zuerst die Metall-Ionen und dann die Nichtmetall-Ionen genannt, Beispiel:
NaCl für Natriumchlorid.
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Bei den anorganischen Säuren
beginnt man mit dem H-Atom, Beispiel: HCl für Salzsäure
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Organische Stoffe (und Säuren)
beginnen immer mit dem C-Atom, Beispiel: COOH für Ameisensäure.
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Gemalte Punkte in Formeln
von Salzen bedeuten soviel wie "und", Beispiel: Kristallwasseranteil im
blauen Kupfersulfat CuSO4 . 5H2O
Bei der "aufgelösten
Formel" werden mehrfach auftretende Atomgruppen in eine runde Klammer gesetzt.
Beispiel: Der dreiwertige Alkohol Glycerin besitzt 3 OH-Gruppen:
C3H5(OH)3
Aufgelöste Summenformel
von Glycerin
Die Summenformel gibt
keinen Aufschluss über die Art und Weise, wie die Atome miteinander
verknüpft sind. Daher wird die sogenannte Lewis-Schreibweise eingeführt,
die die Außenelektronen (Valenzelektronen)
kennzeichnet. Hinweis: Tauchen in chemischen Gleichungen Punkte
für einzeln besetzte Orbitale auf, sind damit die sehr reaktionsfähigen
"Radikale" gemeint, die in der Natur gelegentlich auftreten.
Lewis-Schreibweise
Nach der Lewis-Schreibweise
wird das einzelne Außenelektron der Elemente in der I. Hauptgruppe
mit einem Punkt dargestellt:
Die Elemente der Gruppen
1-2 und 13-18 (früher Hauptgruppenelemente) erhalten je nach Elektronenbesetzung
bis zu 8 Punkte. Immer zwei Punkte kennzeichnen ein Orbital. Dabei ist
zu beachten, dass die Orbitale stets der Reihe nach einfach besetzt werden.
Eine Doppelbesetzung findet erst statt, wenn alle Orbitale einfach besetzt
sind:
Doppelt besetzte Orbitale
(oder gemeinsam benutzte Elektronenpaare) werden mit einem Strich dargestellt.
Ob die Bindungspartner eine Metallbindung, eine
Ionenbindung oder eine Elektronenpaarbindung
eingehen, hängt von den Partnern ab (Näheres zur Benutzung weiterer
Symbole siehe dort).
Elektronenpaarbindung
Bei der Elektronenpaarbindung
benutzen Moleküle gemeinsame Elektronenpaare. Die Strukturformel zeigt
die Art und Weise, wie Atome in einem Molekül miteinander verknüpft
sind. Die einfache Strukturformel gibt allerdings keinen Aufschluss über
tatsächliche räumliche Anordnungen und Abstände zwischen
den Atomen, dies leistet die Stereochemie in begrenztem Maße.
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Strukturformel von Glycerin
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Strukturformel von Propylalkohol
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Dabei verdeutlicht der
Strich zwischen zwei Atomen die einfache Elektronenpaarbindung. Eine Doppelbindung
wird durch einen doppelten Strich und eine Dreifachbindung durch einen
dreifachen Strich angezeigt:
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Ethan: Einfachbindung
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Ethen: Doppelbindung
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Ethin: Dreifachbindung
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