Summenformel

Eine Summenformel (auch Bruttoformel genannt) dient in der Chemie dazu, die Art und Anzahl der Atome einer chemischen Verbindung anzugeben. Besteht die Verbindung aus diskreten Molekülenist die Summenformel eine Molekülformel. Für ein Salzwird eine Formeleinheit angegeben, die ihrer stöchiometrischen Zusammensetzung gerecht wird. Eine Summenformel ist oft nicht gleich der Verhältnisformel, die die kleinstmöglichen Zahlenverhältnisse der Atome der beteiligten chemischen Elemente in einer chemischen Verbindung angibt.

Vergleich verschiedener Formelschreibweisen unterschiedlicher Abstraktionsgrade.
  Strukturformeln Andere Darstellungsweisen
Elektronenformel Valenzstrichformel Keilstrichformel Skelettformel Konstitutionsformel Summenformel Verhältnisformel
Methan Methan Elektronenformel-Seite001 Methan Lewis.svg Methan Struktur-Seite001 existiert nicht CH4 CH4 CH4
Propan Propan Elektronenformel-Seite001 Propan Lewis Propan Struktur-Seite001 Propan Skelett-Seite001 CH3–CH2–CH3 C3H8 C3H8
Essigsäure Essigsäure Elektronenformel-Seite001 Essigsäure Valenzstrichformel-Seite001 Essigsäure Struktur-Seite001 Essigsäure Skelett-Seite001 CH3–COOH C2H4O2 CH2O
Wasser Wasser Elektronenformel-Seite001 WasserValenz-Seite001 WasserKonstitution-Seite001 existiert nicht existiert nicht H2O H2O

Aufbau

Die Summenformel einer chemischen Verbindung besteht aus den Elementsymbolen der enthaltenen chemischen Elementeund kleinen, tiefgestellten arabischen Ziffern für deren jeweilige Anzahl in dieser Verbindung. Diese Anzahl der Atome steht als Index immer rechts tiefgestellt neben den Elementsymbolen, wobei die Ziffer „1“ nicht ausgeschrieben wird. Statt „H2O1“ für Wasser wird daher „H2O“ geschrieben.

Besteht eine Verbindung aus diskreten Molekülen, gibt eine Summenformel die Zusammensetzung des Moleküls an. Die Summenformel für Dischwefeldichlorid lautet S2Cl2, und für Ethan C2H6. Die Verhältnisformeln lauten SCl bzw. CH3.

Für die Reihenfolge der Elemente in Summenformeln gibt es unterschiedliche Strategien. In Tabellenwerken und Datenbanken wird – insbesondere bei organischen Verbindungen – zumeist das Hill-System bevorzugt. Dieses gibt zuerst alle Kohlenstoffatome, dann die Wasserstoffatome an und sortiert alle anderen Atomsymbole streng alphabetisch. Dieses System erleichtert das Auffinden von Verbindungen bei Unkenntnis über den Namen der Verbindung.

Für anorganische Verbindungen wird häufig ein anderer Weg gewählt, der den stöchiometrischen Zusammensetzungen der Verbindungen gerecht wird: 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. Beispielsweise wird Natriumchloridals „NaCl“ und nicht als „ClNa“ geschrieben. Bei komplexen Salzen wird erst das Kation mit Zentralatom und seinen Liganden und dann das Anion mit Zentralatom und seinen Liganden angegeben, wie (NH4)2SO4 für Ammoniumsulfat. Anorganische Säuren werden analog zu den verwandten Salzen angegeben. Die Wasserstoffatome stehen anstelle der Kationen vorne, wie beim H3PO4, der Summenformel der Phosphorsäure. Diese Formeln stellen die Formeleinheiten für stöchiometrische Berechnungen dar und nicht die Struktur der Verbindungen.

Beispiele und Unterscheidung

Kochsalzkristall im Modell

Bei einfachen Verbindungen ist die Molekül-/Summenformel oft gleich der Verhältnisformel, die das kleinstmögliche Zahlenverhältnis angibt.

Zur Bedeutung von Summenformeln

Summenformeln werden auch bei der Formulierung von chemischen Reaktionsgleichungen benutzt. Dabei werden die Ausgangs- und Endstoffe der Reaktion (Edukte und Produkte) im Reaktionsschema in der anorganischen Chemie in der Regel in Form von Summenformeln angegeben. Diese bilden damit die Grundlage für stöchiometrischen Berechnungen. In der organischen Chemie werden nur selten Summenformeln verwendet, da sie kaum Informationen enthalten, die für den Ablauf der Reaktionen in der organischen Chemie wichtig sind.

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Basierend auf einem Artikel in Wikipedia.de
 
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Datum der letzten Änderung:  Jena, den: 09.12. 2021