Chemische Zeichensprache.

Die chemische Zeichensprache ist eine hervorragende Möglichkeit internationaler Verständigung zwischen Chemikern. Hier lernst Du einiges über Symbole, Formeln und Reaktionsgleichungen.

Chemische Grundgesetze
  • Wichtig → Reaktionsgleichungen werden unter Einhaltung grundlegender chemischer Naturgesetze aufgestellt, vor allem ...
  • Gesetz von der Erhaltung der Masse [Lomonossow, Lavoisier] Bei jeder chemischen Reaktion ist die Masse der Ausgangsstoffe gleich der Masse der Reaktionsprodukte. m(A) = m(R)
  • Gesetz von der Erhaltung der Anzahl der Atome → Bei allen chemischen Reaktionen bleibt die Anzahl der Atome erhalten. Die Anzahl der Atome der Ausgangsstoffe ist gleich der Anzahl der Atome der Reaktionsprodukte. [Dieses Gesetz ist die Begründung für das Gesetz der Erhaltung der Masse. Daher muss man Reaktionsgleichungen ggf. mit Faktoren ausgleichen.]
  • Gesetz von der Konstanz der Proportionen → Stoffe reagieren stets in einem gesetzmäßigen Stoffmengenverhältnis miteinander. Dieses ist in Form der Faktoren in der Reaktionsgleichung ersichtlich. [ergibt sich aus den Gesetzen der Erhaltung der Masse sowie der Atomzahl]
Chemische Symbole
  • chemisches Symbol → chemisches Zeichen für ein chemisches Element [Atomsorte], ein Atom dieses Element und für die Elementsubstanz [Stoff], Ermittlung mittels PSE
  • Beispiel
    Symbol Aussage
    Ca chemisches Zeichen für das Element [Atomart, Atomsorte] Calcium, für 1 Calciumatom sowie für die Elementsubstanz [Stoff] Calcium
  • Faktoren → kennzeichnen die Anzahl von Teilchen bzw. Elementargruppen [Baueinheiten wie z.B. Moleküle]
  • Beispiel 2 Ca chemisches Zeichen für 2 Calciumatome
  • molekular auftretende Elementsubstanzen → Für molekular auftretende Elemente verwendet man in Reaktionsgleichungen nicht das Symbol, sondern eine Molekülformel.
    Wasserstoff Stickstoff Sauerstoff Ozon Halogene
    H2 N2 O2 O3 F2, Cl2, Br2, I2
  • Beispiel H2 chemisches Zeichen für 1 zweiatomiges Wasserstoffmolekül
  • Beispiel 2 H2 chemisches Zeichen für 2 zweiatomige Wasserstoffmoleküle
  • Tipp → Mehr Informationen zu Symbolen und zum Periodensystem der Elemente findest Du auf unserer Seite PSE. Oder öffne gleich hier ein kleines interaktives PSE.
Formeln
  • chemische Formel → zusammengesetztes chemisches Zeichen für ein Molekül oder eine Elementargruppe [Baueinheit] eines Stoffes; Anzahl einzelner Atome oder Verhältnisse mittels tiefgestellter Zahlen [1 wird nicht geschrieben]
  • Beispiele
    Molekülformel Verhältnisformel
    chemisches Zeichen für ein Molekül [Summenformel]
    [Stoff besteht aus Molekülen]
    chemisches Zeichen für eine Elementargruppe
    [Stoff besteht z.B. aus Ionen, jedoch nicht aus Molekülen]
    CO2 MgCl2
    1 Kohlenstoffdioxidmolekül [bestehend aus 1 Kohlenstoff- und 2 Sauerstoffatomen] 1 Elementargruppe Magnesiumchlorid [Zahlenverhältnis der Magnesium- und Chloridionen beträgt 1 : 2]
  • Aufstellen einer Molekülformel aus dem Namen → mit Hilfe von Symbolen [siehe PSE] und Zahlsilben für die Anzahl der Atome [Mono am Namensanfang entfällt]
    1 2 3 4 5 6 7 etc.
    mono di tri tetra pent(a) hex(a) hept(a) ...
  • Beispiele
    Distickstoffmonooxid Schwefeltrioxid
    N2O SO3
  • Aufstellen einer Verhältnisformel aus dem Namen → durch Ausgleichen der Ionenladungen
  • Beispiel Formel für Aluminiumsulfid
    Schrittfolge Aluminiumsulfid
    1. Zeichen der Ionen Al3+   S2-
    2. k.g.V. der Ladungen 6
    3. Zahlenverhältnis zwecks Ladungsausgleich 2 : 3
    4. Formel Al2S3
  • Tipp → Kontrolliere Formeln mit Deinem Tafelwerk [falls erlaubt].
  • Faktoren → kennzeichnen die Anzahl von Teilchen bzw. Elementargruppen [Baueinheiten wie z.B. Moleküle]
  • Beispiel 2 CaO chemisches Zeichen für 2 Elementargruppen [Baueinheiten] Calciumoxid
  • Beispiel 2 CO2 chemisches Zeichen für 2 Kohlenstoffdioxidmoleküle
  • chemische Zeichen für Ionen → zusammengesetztes chemisches Zeichen für ein Ion; Ladung [Anzahl und Art] wird hochgestellt angegeben
  • Beispiele
    einfaches Ion zusammengesetztes Ion
    besteht nur aus Teilchen eines Elements besteht aus Teilchen mehrerer Elemente
    Mg2+ SO42-
    Magnesiumion Sulfation
    N3- OH-
    Nitridion Hydroxidion
  • Tipp → Mehr zu Ionen, Ionenbildung und Oktettregel auch auf unserer Seite PSE.
Formeln und Namen von Oxiden und Halogeniden
  • Nichtmetalloxide → Nutzung von Zahlsilben für die Anzahl der Atome eines Elements im Molekül, Silben siehe vorheriger Tab
  • Beispiele
    Kohlenstoffmonooxid Kohlenstoffdioxid
    CO CO2
  • Formel von Wasser [Diwasserstoffmonooxid] H2O
  • Halogenwasserstoffe Beispiel Chlorwasserstoff [Hydrogenchlorid] HCl
  • Metalloxide → durch Ausgleichen der Ionenladungen
  • Beispiel
    Schrittfolge Natriumoxid
    1. Zeichen der Ionen Na+   O2-
    2. k.g.V. der Ladungen 2
    3. Zahlenverhältnis zwecks Ladungsausgleich 2 : 1
    4. Formel Na2O
  • Metallhalogenide → durch Ausgleichen der Ionenladungen
  • Beispiel
    Schrittfolge Magnesiumchlorid
    1. Zeichen der Ionen Mg2+   Cl-
    2. k.g.V. der Ladungen 2
    3. Zahlenverhältnis zwecks Ladungsausgleich 1 : 2
    4. Formel MgCl2
  • Tipp → Kontrolliere Formeln stets mit Deinem Tafelwerk [falls erlaubt].
  • Faktoren → kennzeichnen die Anzahl von Teilchen bzw. Elementargruppen [Baueinheiten wie z.B. Moleküle]; z.B. 2 NaCl [2 Elementargruppen Natriumchlorid]
Formeln und Namen von Säuren, Hydroxiden und Salzen
  • Säuren → Lerne die Formeln von Säuren und Säurerestionen! Säuren bestehen [ohne Wasseranwesenheit] aus Molekülen [sie erhalten Molekülformeln]. Erst in Wasser dissoziieren sie dann in Wasserstoffionen und Säurerestionen. Einige ausgewählte Beispiele
    Säure Formel Säurerestion(en) Zeichen
    Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure) HCl Chloridion Cl-
    Salpetersäure HNO3 Nitration NO3-
    schweflige Säure H2SO3 Hydrogensulfition
    Sulfition
    HSO3-
    SO32-
    Schwefelsäure H2SO4 Hydrogensulfation
    Sulfation
    HSO4-
    SO42-
    Kohlensäure H2CO3 Hydrogencarbonation
    Carbonation
    HCO3-
    CO32-
    Phosphorsäure H3PO4 Dihydrogenphosphation
    Hydrogenphosphation
    Phosphation
    H2PO4-
    HPO42-
    PO43-
    Methansäure (Ameisensäure) HCOOH Formiation (Methanation) HCOO-
    Ethansäure (Essigsäure) CH3COOH Acetation (Ethanation) CH3COO-
  • Tipp → Lerne die Formeln und Namen von Säuren und Säurerestionen sowie des Hydroxidions am besten auswendig!
  • Metallhydroxide → bestehen aus Metallionen und Hydroxidionen; Verhältnisformel muss Ionenladungen ausgleichen; mehrere Hydroxidionen einklammern; Beispiel
    Schrittfolge Magnesiumhydroxid
    1. Zeichen der Ionen Mg2+   OH-
    2. k.g.V. der Ladungen 2
    3. Zahlenverhältnis zwecks Ladungsausgleich 1 : 2
    4. Formel Mg(OH)2
  • Salze → bestehen aus Metallionen und Säurerestionen; Verhältnisformel gleicht Ionenladungen aus; mehrfach nötige Ionen aus mehreren Elementen werden eingeklammert; Beispiel ↓
    Schrittfolge Natriumsulfat
    1. Zeichen der Ionen Na+   SO42-
    2. k.g.V. der Ladungen 2
    3. Zahlenverhältnis zwecks Ladungsausgleich 2 : 1
    4. Formel Na2SO4
Formeln organischer Stoffe
  • Grundsätzliches → organische Stoffe bestehen oft aus Molekülen und erhalten somit Molekülformeln [Summenformeln]
  • Formeltypen → Summenformel [Molekülformel], verkürzte Strukturformel [Bindungen zwischen C-Atomen schreiben], Strukturformel [alle Bindungen schreiben, LEWIS-Schreibweise] Beispiel Ethan
    Summenformel verkürzte Strukturformel Strukturformel
    Summenformel verkürzte Strukturformel Strukturformel
  • Zahlsilben für die Anzahl von Kohlenstoffatomen ↓
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
    meth eth prop but(a) pent(a) hex(a) hept(a) oct(a) non(a) dec(a)
  • Zahlsilben für andere Atome und funktionelle Gruppen ↓
    1 2 3 4 5 6 etc.
    mono di tri tetra pent(a) hex(a) ab 5 wie oben
  • Silben [bzw. Endungen] für Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen ↓
    nur Einfachbindungen 1 Doppelbindung 1 Dreifachbindung
    -an -en -in
    C-C-Einfachbindung C-C-Doppelbindung C-C-Dreifachbindung
  • Silbe für 2 Doppelbindungen im Molekül -dien
  • Silben [bzw. Endungen] für funktionelle Gruppen ↓
    Hydroxylgruppe Aldehydgruppe Ketogruppe Carboxylgruppe Aminogruppe
    Alkohole Aldehyde Ketone Carbonsäuren z.B. Aminosäuren
    -ol -al -on -säure -amino
    Hydroxylgruppe Aldehydgruppe Ketogruppe Carboxylgruppe Aminogruppe
  • Schreibweise für mehrere funktionelle Gruppen → Zahlsilben [oben] verwenden, z.B. Ethandiol
  • Schreibweise für Polymere [Makromoleküle] → Monomer einklammern und dessen allgemeine Anzahl (n) angeben, z.B. Stärke (C6H11O5)n
  • Einige organische Stoffe
    Propan 1.2-Dichlorethan Ethansäure Polyvinylchlorid
        Essigsäure Polychlorethen [PVC]
    Hydroxylgruppe Aldehydgruppe Ketogruppe Aminogruppe
Reaktionsgleichungen [Schrittfolge] aufstellen und interpretieren
  • Reaktionsgleichung → chemisches Zeichen für eine chemische Reaktion [oder Teilreaktion]
  • Ausgleichen → Zählen der Atome jedes Elements auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung und Ausgleichen durch vorgestellte Faktoren
  • Beispiel und Schrittfolge → Reaktion von Kalium mit Chlor
    Wortgleichung Kalium + Chlor Kaliumchlorid exotherm
    chem. Zeichen K + Cl2 KCl  
    Ausgleichen für Cl
    (Atome zählen)
       

    Cl Cl
    2 Cl-Atome

      Cl
    1 Cl-Atom
     
    Faktoren K + Cl2 2 KCl  
    Ausgleichen für K
    (Atome zählen)
    K
    1 K-Atom
     

     

      K K
    2 K-Atome
     
    Faktoren 2 K + Cl2 2 KCl  
    Reaktionsgleichung 2 K + Cl2 2 KCl  
    Überprüfen
    (Atome zählen)
    K K  
    Cl Cl
      K K
    Cl Cl
     
    Reaktionsgleichung 2 K + Cl2 2 KCl ΔH = -n kJ/mol
  • Interpretation Jeweils 2 Kaliumatome reagieren mit einem Chlormolekül zu 2 Elementargruppen [Baueinheiten] Kaliumchlorid [exotherm].
  • Hinweis Kaliumchlorid besteht aus Ionen. Dennoch zählt man beim Ausgleichen immer Atome.
  • Wichtig Formeln einzelner Stoffe darfst du beim Ausgleich niemals ändern, da sie ja gesetzmäßig sind.
  • grafisches Schema Aufstellen der Reaktionsgleichung für die Synthese von Wasser mit Hilfe von Symbolen zum Zählen der Atome der beteiligten Elemente [Zum Vergrößern Bild anklicken]
Weitere Wort- und Reaktionsgleichungen
  • Beispiel → Reaktion von Zink mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure [Salzsäure] exotherm
    Wortgleichung Zink + Salzsäure Zinkchlorid + Wasserstoff
    chem. Zeichen Zn + HCl ZnCl2 + H2
    Ausgleichen für Cl
    (Atome zählen)
        Cl
    1 Cl-Atom
      Cl Cl
    2 Cl-Atome
       
    Faktoren Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2
    Zählen H-Atome
        H H
    2 K-Atome
          H H
    2 H-Atome (OK)
    Zählen Zn-Atome
    Zn
    1 Zn-Atom
          Zn
    1 Zn-Atom (OK)
       
    Reaktionsgleichung Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2
    Überprüfen
    (Atome zählen)
    Zn   H H
    Cl Cl
      Zn
    Cl Cl
      H H
    Reaktionsgleichung Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2
  • komplett → Zn + 2 HClZnCl2 + H2 ; ΔH = -a kJ/mol
  • Interpretation → Jeweils 2 Zinkatome reagieren mit 2 Molekülen Chlorwasserstoffsäure* zu einer Elementargruppe Zinkchlorid sowie einem Wasserstoffmolekül. [* Wasser ist in dieser Schreibweise nicht berücksichtigt und so Ionen der dissoziierten Säure nicht ersichtlich]
  • Tipp → Lerne die Wortgleichungen für wichtige Reaktionen am besten auswendig, jedoch keine Reaktionsgleichungen! Nachfolgend eine kleine Übersicht für wichtige chemische Reaktionen ...
  • Wortgleichungen für häufige chemische Reaktionen → Download Zusatzmaterial
Dissoziationsgleichgungen und andere Ionengleichungen
  • Säuren → dissoziieren in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Wasserstoffionen und negativ geladene Säurerestionen, Beispiele
    Chlorwasserstoffsäure Schwefelsäure
    HCl H++ Cl- H2SO4 2 H++ SO42-
  • Hydroxide [Metallhydroxide, Basen] dissoziieren in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Metallionen und negativ geladene Hydroxidionen, Beispiele
    Natriumhydroxid Calciumhydroxid
    NaOH Na++ OH- Ca(OH)2 Ca2++ 2 OH-
  • Salze dissoziieren in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Metallionen und negativ geladene Hydroxidionen, Beispiele
    Magnesiumbromid Kaliumcarbonat
    MgBr2 Mg2++ 2 Br- K2CO3 2 K++ CO32-
  • Schema → Dissoziation [Begriffe Säure, Hydroxide und Salze nach Arrhenius]
  • Reaktionsgleichungen in Ionenschreibweise → Stoffe, die in wässriger Lösung dissoziieren, werden in Ionenform in die Gleichung geschrieben, Beispiel
    Reaktionsgleichung → Zn + 2 HClZnCl2 + H2
    Ionengleichung → Zn + 2 H+ + 2 Cl-Zn2+ + 2 Cl- + H2
  • Tipp → Schau auch auf unseren Seiten Salzsäure sowie Schwefelsäure.
Reaktionsgleichungen für umkehrbare chemische Reaktionen
  • Doppelpfeil → zur Kennzeichnung der Umkehrbarkeit [Hin- und Rückreaktion; chemisches Gleichgewicht], lies "reagiert zu" [nur bei Dissoziationen "dissoziiert in"]
  • Reaktionswärme → Angabe gilt für Hinreaktion [für Rückreaktion das Gegenteil]
  • Beispiel → Reaktion von Schwefeldioxid und Sauerstoff zu Schwefeltrioxid [Hinreaktion exotherm]
    2 SO2 + O2 2 SO3 ; ΔH = -198 kJ/mol
Reaktionsgleichungen in der organischen Chemie
  • Grundlegendes → Organisch-chemische Reaktionsgleichungen unterliegen den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie in der Anorganischen Chemie.
  • Beispiel 1 → vollständige Verbrennung von Methan [exotherm]
    Wortgleichung Methan + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid + Wasser
    chem. Zeichen CH4 + O2 CO2 + H2O
    Ausgleichen für H
    (Atome zählen)
    H H H H
    4 H-Atome
              H H
    2 H-Atome
    Faktoren CH4 + O2 CO2 + 2 H2O
    Ausgleichen für C
    (Atome zählen, OK)
    C
    1 C-Atom
          C
    1 C-Atom (OK)
       
    Ausgleichen für O
    (Atome zählen)
        O O
    2 O-Atome
      O O
    2 O-Atome
    + O O
    2 O-Atome
    Faktoren CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
    Überprüfen
    (Atome zählen)
    H H H H
    C
     

    O O O O
     
    C
    O O
      H H H H

    O O
    Reaktionsgleichung CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
  • Beispiel 2 → Addition von Brom an Ethen [exotherm] zu 1.2-Dibromethan unter Aufspaltung der Doppelbindung
    H2C=CH2 + Br2 BrH2C-CH2Br ; ΔH = -m kJ/mol
Hinweise und einige Fachbegriffe
  • Hinweis für Realschüler → Viele Schulen erlauben die Verwendung eines Tafelwerkes zum Ablesen der Formeln vieler Stoffe. Selbstständiges Aufstellen ist nur in Ausnahmefällen nötig [das Beherrschen dennoch sinnvoll].
  • Hinweis fürs Gymnasium → Du solltest die Verwendung des PSE und die Regeln für das selbstständige Aufstellen von Formeln beherrschen, denn Tafelwerke sind oft nicht erlaubt.
  • Reaktionswärme [Reaktionsenthalpie] exotherm [Abgabe von Wärmeenergie] ΔH = -n kJ/mol; endotherm [Aufnahme von Wärmeenergie] ΔH = +n kJ/mol; oft auch mit Q = ... statt ΔH angegeben [Q für Wärmemenge; exotherm: Q = -n kJ/mol bzw. endotherm Q = +n kJ/mol]; Schreibweise der Einheit kJ/mol auch als kJ · mol-1 möglich
    Bei umkehrbaren Reaktionen gilt die Angabe für die Hinreaktion [für die Rückreaktion dann das Gegenteil]!
  • Molekülformel → chemisches Zeichen für ein Molekül, z.B. H2O [Zeichen für 1 Wassermolekül sowie den Stoff Wasser]
  • Verhältnisformel → chemisches Zeichen für eine Elementargruppe [Baueinheit]; Stoffe bestehen nicht aus Molekülen, z.B. CaCl2 [Zeichen für 1 Elementargruppe Calciumchlorid sowie für den Stoff Calciumchlorid, Verhältnis der Ionen hier 1 : 2]
  • LEWIS-Formel → chemisches Zeichen in Elektronenschreibweise [Elektronen und Elektronenpaare als Punkte bzw. Striche]
  • k.g.V. → kleinstes gemeinsames Vielfaches von mindestens 2 Zahlen
  • umkehrbare Reaktion → Einstellung eines chemischen Gleichgewichts zwischen Hin- und Rückreaktion; gekennzeichnet mit einem Doppelpfeil [mehr]
Quellenangaben
  • Die Inhalte dieser Webseite wurden urheberrechtlich durch den Autor zusammengestellt und eigenes Wissen sowie Erfahrungen genutzt. Bilder und Grafiken sind ausschließlich selbst angefertigt.

  • Für die Gestaltung dieser Internetseite verwendeten wir zur Information, fachlichen Absicherung sowie Prüfung unserer Inhalte auch folgende Internetangebote: wikipedia.de, schuelerlexikon.de, seilnacht.com, darüber hinaus die Schroedel-Lehrbücher Chemie heute SI sowie SII [Ausgaben 2004 bzw. 1998 für Sachsen]. Zitate oder Kopien erfolgten nicht.

Hinweise

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