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Chemische Zeichensprache

 Alchemistische Symbole für Gold, Geheimsprache
 
Damit sich Chemiker weltweit verständigen können, gebrauchen sie eine gemeinsame Fachsprache, die in der IUPAC-Nomenklatur (International Union of Pure and Applied Chemistry, Internationale Union für Reine und 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 zahlreiche Symbole (siehe oben). Die heute für die Elemente gebräuchlichen Symbole wurden ab 1811 im Wesentlichen von dem schwedischen Chemiker J. J. Berzelius geschaffen. Berzelius benutzte nur Buchstaben und Ziffern. Weitere Beispiele für gebräuchliche Symbole sind die GHS-Piktogramme, die Strahlen-Warnzeichen, die Warnzeichen, die Gebotszeichen oder die Verbotszeichen.
 
Die Elementsymbole kennzeichnen in der Regel ein Atom eines Elements und in chemischen Gleichungen ein Mol des elementaren Stoffs. 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 zu 1. Diese Form der Darstellung mit Aufzählung der Anzahl der Atome wird als Summenformel bezeichnet.
  • Bei den Salzen werden üblicherweise zuerst die Metall-Ionen und dann die Nichtmetall-Ionen genannt, Beispiel:  NaCl  für Natriumchlorid.
  • Bei den anorganischen Säuren beginnt man mit dem H-Atom, Beispiel:  HCl  für Salzsäure.
  • Organische Stoffe (und Säuren) beginnen immer mit dem C-Atom, Beispiel:  COOH  für Ameisensäure.
  • Punkte in Formeln von Salzen bedeuten so viel wie "und". Ein Beispiel dafür ist Kupfersulfat-Pentahydrat: CuSO4 5 H2O
Bei der aufgelösten Formel werden mehrfach auftretende Atom-Gruppen in eine runde Klammer gesetzt. Der dreiwertige Alkohol Glycerin besitzt zum Beispiel drei OH-Gruppen: C3H5(OH)3
 
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 Valenzelektronen kennzeichnet. Tauchen in chemischen Gleichungen Punkte für einzeln besetzte Orbitale auf, sind damit die sehr reaktionsfähigen "Radikale" gemeint, die in der Natur gelegentlich auftreten. Nach der Lewis-Schreibweise wird das einzelne Valenzelektron für die Atome der Elemente in der 1. Gruppe (I. Hauptgruppe) mit einem Punkt dargestellt:


L i Punkt, N a Punkt , K Punkt


Die Atom-Symbole der Elemente der Gruppen 1 und 2, sowie 13 bis 18 (Hauptgruppen-Elemente) 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:


L i 1 Punkt B e 2 Punkte C 3 Punkte N 5 Punkte O 6 Punkte F sieben Punkte N e 8 Punkte


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. 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 versucht die Stereochemie darzustellen.


Strukturformel Glycerin, 3 C-Atome im Gerüst, daran  hängen 5 Wasserstoff-Atome und 3 OH-Gruppen
Strukturformel Propanol, 3 C-Atome im Gerüst, daran hängen 7 Wasserstoff-Atome und eine OH-Gruppe
Strukturformel Glycerin
Strukturformel Propylalkohol
 
 
Der Strich zwischen zwei Atomen verdeutlicht die einfache Elektronenpaarbindung. Eine Doppelbindung wird durch einen doppelten Strich und eine Dreifachbindung durch einen dreifachen Strich angezeigt:
 
 
Strukturformel Ethan, 2 C-Atome im Gerüst, umgeben von 5 Wasserstoff-Atomen
Strukturformel Ethen, 2 C-Atome im Gerüst, verbunden durch eine Doppelbindung, daran hängen 4 Wasserstoff-Atome
Strukturformel Ethin: 2 C-Atome im Gerüst, verbunden durch ein Dreifachbindung, daran hängen 2 Wasserstoff-Atome
Ethan: Einfachbindung
Ethen: Doppelbindung
Ethin: Dreifachbindung


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