Chemische Zeichensprache

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1 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 1 von 8 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 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 Elementsubstanzen Für molekular auftretende Elemente verwendet man in Reaktionsgleichungen nicht das Symbol, sondern eine Molekülformel. Wasserstoff Stickstoff Sauerstoff Ozon Halogene H 2 N 2 O 2 O 3 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 Beispiel H 2 chemisches Zeichen für 1 zweiatomiges Wasserstoffmolekül Beispiel 2 H 2 chemisches Zeichen für 2 zweiatomige Wasserstoffmoleküle Tipp Mehr Informationen zu Symbolen und zum Periodensystem der Elemente findest Du auf unserer Seite PSE. Chemische 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 chemisches Zeichen für eine Elementargruppe [Summenformel] [Stoff besteht z.b. aus Ionen, jedoch nicht aus [Stoff besteht aus Molekülen] Molekülen] CO 2 MgCl 2 1 Kohlenstoffdioxidmolekül [bestehend aus 1 Kohlenstoff- und 2 Sauerstoffatomen] 1 Elementargruppe Magnesiumchlorid [Zahlenverhältnis der Magnesium- und Chloridionen beträgt 1 : 2]

2 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 2 von 8 Aufstellen einer Molekülformel aus dem Namen mit Hilfe von Symbolen [siehe PSE] und Zahlsilben für die Anzahl der Atome [Mono am Namensanfang entfällt] etc. mon(o) di tri tetra pent(a) hex(a) hept(a)... Beispiele Distickstoffmonooxid N 2O, Schwefeltrioxid SO 3 Aufstellen einer Verhältnisformel aus dem Namen durch Ausgleichen der Ionenladungen; Beispiel Formel für Aluminiumsulfid Aluminiumsulfid 1. Zeichen der Ionen Al 3+ S 2-2. k.g.v. der Ladungen 6 3. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 3 4. Formel Al 2S 3 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 CO 2 chemisches Zeichen für 2 Kohlenstoffdioxidmoleküle chemische Zeichen für Ionen zusammengesetztes chemisches Zeichen für ein Ion; Ladung [Anzahl und Art] wird hochgestellt angegeben; Beispiele Einfache Ionen Zusammengesetzte Ionen bestehen nur aus Teilchen eines Elements bestehen aus Teilchen mehrerer Elemente Mg 2+ Magnesiumion N 3 Nitridion 2 SO 4 Sulfation OH 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 oben; Beispiele Kohlenstoffmonooxid Kohlenstoffdioxid CO CO 2 Formel von Wasser [Diwasserstoffmonooxid] H 2O Halogenwasserstoffe Beispiel Chlorwasserstoff [Hydrogenchlorid] HCl Metalloxide durch Ausgleichen der Ionenladungen; Beispiel Natriumoxid 1. Zeichen der Ionen Na + O 2 2. k.g.v. der Ladungen 2 3. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 1 4. Formel Na 2O Metallhalogenide durch Ausgleichen der Ionenladungen; Beispiel Magnesiumchlorid 1. Zeichen der Ionen Mg 2+ Cl 2. k.g.v. der Ladungen 2 3. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 2 4. Formel MgCl 2 Tipp Kontrolliere Formeln stets mit Deinem Tafelwerk [falls erlaubt]. Faktoren kennzeichnen die Anzahl von Teilchen bzw. Elementargruppen [Baueinheiten wie z.b. Moleküle]; 2 NaCl [2 Elementargruppen Natriumchlorid]

3 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 3 von 8 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 HNO 3 Nitration NO 3 Schweflige Säure H 2SO 3 Schwefelsäure H 2SO 4 Kohlensäure H 2CO 3 Phosphorsäure H 3PO 4 Hydrogensulfition Sulfition Hydrogensulfation Sulfation Hydrogencarbonation Carbonation Dihydrogenphosphation Hydrogenphophation Phosphation HSO 3 2 SO 3 HSO 4 2 SO 4 HCO 3 2 CO 3 H 2PO 4 HPO 4 2 PO 4 3 Ameisensäure (Methansäure) HCOOH Formiation (Methanation) HCOO Essigsäure (Ethansäure) CH 3COOH Acetation (Ethanation) CH 3COO 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 Magnesiumhydroxid 1. Zeichen der Ionen Mg 2+ OH 2. k.g.v. der Ladungen 2 3. Zahlenverhältnis der Ionen zum 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 Natriumsulfat 1. Zeichen der Ionen Na + 2 SO 4 2. k.g.v. der Ladungen 2 3. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 1 4. Formel Na 2SO 4 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 Zahlsilben für die Anzahl von Kohlenstoffatomen meth eth prop but(a) pent(a) hex(a) hept(a) oct(a) non(a) dec(a)

4 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 4 von 8 Zahlsilben für andere Atome und funktionelle Gruppen 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 Silbe für 2 Doppelbindungen im Molekül -dien Silben [bzw. Endungen] für funktionelle Gruppen und Beispiele Hydroxylgruppe Aldehydgruppe Ketogruppe Carboxylgruppe Aminogruppe Alkohole Aldehyde Ketone Carbonsäuren Aminosäuren -ol -al -on -säure -amino 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 (C 6H 11O 5) n Einige organische Stoffe Propan 1.2-Dichlorethan Ethansäure Essigsäure Polyvinylchlorid Polychlorethen, PVC

5 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 5 von 8 Reaktionsgleichungen 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 Reaktion von Kalium mit Chlor Wortgleichung Kalium + Chlor Kaliumchlorid exotherm chem. Zeichen K + Cl 2 KCl Ausgleichen für Cl 2 Cl-Atome Cl 1 Cl-Atom Faktoren K + Cl 2 2 KCl Ausgleichen für K K 1 K-Atom K K 2 K-Atome Faktoren 2 K + Cl 2 2 KCl Reaktionsgleichung 2 K + Cl 2 2 KCl Überprüfen K K K K Reaktionsgleichung 2 K + Cl 2 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

6 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 6 von 8 Weitere Wort- und Reaktionsgleichungen Beispiel Reaktion von Zink mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure [Salzsäure] exotherm Wortgleichung Zink + Salzsäure Zinkchlorid + Wasserstoff chem. Zeichen Zn + HCl ZnCl 2 + H 2 Ausgleichen für Cl Cl 1 Cl-Atom 2 Cl-Atome Faktoren Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 Zählen H-Atome Zählen Zn-Atome Zn 1 Zn-Atom 2 K-Atome Zn 1 Zn-Atom (OK) 2 H-Atome (OK) Reaktionsgleichung Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 Überprüfen Zn Zn Reaktionsgleichung Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 komplett Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 ; ΔH = -a kj/mol (oder Q = -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 Siehe Download Zusatzmaterial!! Dissoziationsgleichungen und andere Ionengleichungen Säuren dissoziieren in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Wasserstoffionen und negativ geladene Säurerestionen, Beispiele Chlorwasserstoffsäure Schwefelsäure HCl H + + Cl H 2SO 4 2 H SO 4 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 Ca OH Salze dissoziieren in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Metallionen und negativ geladene Hydroxidionen, Beispiele Magnesiumbromid Kaliumcarbonat MgBr 2 Mg Br K 2CO 3 2 K CO 3 Schema Dissoziation [Begriffe Säure, Hydroxide und Salze nach Arrhenius]

7 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 7 von 8 Reaktionsgleichungen in Ionenschreibweise Stoffe, die in wässriger Lösung dissoziieren, werden in Ionenform in die Gleichung geschrieben, Beispiel Reaktionsgleichung Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 Ionengleichung Zn + 2 H Cl Zn Cl + H 2 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 SO 2 + O 2 2 SO 3 ; 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 CH 4 + O 2 CO 2 + H 2O Ausgleichen für H 4 H-Atome 2 H-Atome Faktoren CH 4 + O 2 CO H 2O Ausgleichen für C (Atome zählen, OK) Ausgleichen für O C 1 C-Atom O O 2 O-Atome C 1 C-Atom (OK) O O 2 O-Atome + O O 2 O-Atome Faktoren CH O 2 CO H 2O Überprüfen C O O O O C O O + Reaktionsgleichung CH O 2 CO H 2O Beispiel 2 Addition von Brom an Ethen [exotherm] zu 1.2-Dibromethan unter Aufspaltung der Doppelbindung H 2C=CH 2 + Br 2 BrH 2C-CH 2Br ; ΔH = -m kj/mol O O Einige Hinweise und 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. Molekülformel chemisches Zeichen für ein Molekül, z.b. H 2O [Zeichen für ein 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 Reaktionswärme [Reaktionsenthalpie] exotherm [Abgabe von Wärmeenergie] ΔH = -n kj/mol; endotherm [Aufnahme von Wärmeenergie] ΔH = +n kj/mol; oft auch mit Q =...

8 eqiooki.de Reaktionsgleichungen Seite 8 von 8 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]! umkehrbare Reaktion Einstellung eines chemischen Gleichgewichts zwischen Hin- und Rückreaktion; gekennzeichnet mit einem Doppelpfeil 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 für Sachsen]. Zitate oder Kopien erfolgten nicht.