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Nomenklatur und Reaktionsgleichungen Seite 1 von 22

CHEMISCHE ZEICHENSPRACHEDie chemische Zeichensprache ist eine hervorragende Möglichkeit der internationalen Verständigung zwischen Chemikern. Hier erfährst Du einiges über Symbole, Formeln und Reaktionsgleichungen.Chemische Grundgesetze.....................................................................................................1Chemische Symbole.............................................................................................................1Chemische Formeln..............................................................................................................2Chemische Zeichen für Ionen...............................................................................................4Formeln und Namen von Oxiden und Halogeniden..............................................................6Formeln und Namen von Säuren, Hydroxiden und Salzen....................................................7LEWIS–Schreibweise...........................................................................................................10Formeln organischer Stoffe................................................................................................11Reaktionsgleichungen aufstellen und interpretieren..........................................................12Dissoziationsgleichungen...................................................................................................15Säuren und Basen nach Brønsted.......................................................................................15Andere Ionengleichungen...................................................................................................15Reaktionsgleichungen für umkehrbare chemische Reaktionen..........................................16Reaktionsgleichungen für organisch-chemische Reaktionen..............................................16Hinweise für Schüler...........................................................................................................18Lexikon einiger Fachbegriffe..............................................................................................18Quellenangaben und Hinweise...........................................................................................20

Chemische GrundgesetzeDas Erstellen von Reaktionsgleichungen berücksichtigt einige grundlegende Naturgesetze …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 AtomeBei allen chemischen Reaktionen bleibt die Anzahl der Atome erhalten. Die Anzahl der Atome jedes Elements in den Ausgangsstoffen ist gleich der Anzahl der Atome dieser Elemente in den Reaktionsprodukten.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 ProportionenStoffe reagieren stets in einem gesetzmäßigen Stoffmengenverhältnis miteinander. Dieses ist in Form der Faktoren in der Reaktionsgleichung ersichtlich.Das ergibt sich aus den Gesetzen der Erhaltung der Masse sowie der Atomanzahl.

Chemische Symbolechemisches Symbolchemisches Zeichen für ein chemisches Element [Atomsorte], ein Atom dieses Element und für die Elementsubstanz [Stoff]


Ermittlung mit Hilfe des PSEBeispiel Symbol Cachemisches Zeichen für das Element [Atomart, Atomsorte] Calcium, für ein Calciumatom sowie für die Elementsubstanz [Stoff] CalciumFaktoren vor Symbolen oder Formelnkennzeichnen die Anzahl von Teilchen bzw. Elementargruppen [Baueinheiten; z.B. Atome, Moleküle]Beispiel 2 Cachemisches Zeichen für 2 CalciumatomeElementsubstanzStoff, der nur aus Atomen eines Elements bestehtMolekülsubstanzStoff, der aus Molekülen eines oder mehrerer Elemente bestehtmolekular auftretende ElementsubstanzenFür viele molekular auftretende Elemente verwendet man in Reaktionsgleichungen nicht das Symbol, sondern deren Molekülformel.Wasserstoff Stickstoff Sauerstoff Ozon Halogene

H2 N2 O2 O3F2 Cl2 Br2

I2Beispiel H2chemisches Zeichen für ein zweiatomiges WasserstoffmolekülBeispiel 2 H2chemisches Zeichen für zwei zweiatomige WasserstoffmoleküleAusnahmenBei einigen Molekülsubstanzen [z.B. Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor] nutzt man [international vereinbart] nur das Symbol, um die Reaktionsgleichungen unkompliziert zu halten.Beispiele: Für Schwefel müsste das Zeichen eigentlich S8, für Phosphor P4 lauten Man verwendet jedoch in der Regel S bzw. P. Bei Kohlenstoff ist die Anzahl der Atome im Riesenmolekül ungeheuer und unbestimmbar groß – daher nur C für Diamant und auch für Grafit.TippMehr Informationen zu Symbolen und zum Periodensystem der Elemente findest Du auf unserer Seite PSE.

Chemische Formelnchemische Formelzusammengesetztes chemisches Zeichen für ein Molekül bzw. eine Elementargruppe [Baueinheit] eines Stoffes; die Anzahl

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einzelner Atome oder Verhältnisse wird mittels tiefgestellter Zahlen angegeben[1 wird nicht geschrieben]grundlegende Arten von Formeln

Molekülformel Verhältnisformelchemisches Zeichen für ein Molekül [in der organischen

Chemie: Summenformel][Stoff besteht aus Molekülen]

chemisches Zeichen für eine Elementargruppe [Baueinheit][Stoff besteht z.B. aus Ionen, jedoch nicht aus Molekülen]

Beispiel CO2 Beispiel MgCl21 Kohlenstoffdioxidmolekül

[bestehend aus 1 Kohlenstoff- und 2 Sauerstoffatomen]

1 Elementargruppe Magnesiumchlorid

[Zahlenverhältnis der Magnesium- und Chloridionen

beträgt 1 : 2]Aufstellen einer Molekülformel aus dem Namenmit Hilfe von Symbolen [siehe PSE] und tiefgestellten Zahlen [Index] aus den griechischen Zahlsilben für die Anzahl der Atome nach dem jeweiligen Symbol [Silbe mono am Namensanfang entfällt]

1 2 3 4 5 6 7 8 etc.mono di tri tetra penta hexa hepta octa ...

BeispieleDistickstoffmonooxid

Element Zahlwort Atomanzahl Formel Formel ohne Index 1

N di 2 N2O1 N2OO mono 1Schwefeltrioxid


S – 1 S1O3 SO3O tri 3Wasserstoffchlorid [auch: Hydrogenchlorid, Chlorwasserstoff]


H – 1 H1Cl1 HClCl – 1Hinweis: Früher wurden zwecks einfacherer Sprechweise bei einigen Zahlsilben die letzten Buchstaben weggelassen [z.B. Distickstofftetroxid, Stickstoffmonoxid] – dies ist heute nicht mehr üblich [d.h. jetzt Distickstofftetraoxd, Stickstoffmonooxid].


Tipp: Auch organische Stoffe erhalten Molekülformeln. Dazu mehr weiter unten!Aufstellen einer Verhältnisformel aus dem Namendurch Ausgleichen der IonenladungenBeispiel für Stoffe aus einfachen IonenFormel von Aluminiumsulfid

Schrittfolge Aluminiumsulfid1. Zeichen der Ionen Al3+ S2-

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 63. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 34. Formel Al2S3

k.g.V. – kleinstes gemeinsames VielfachesTipp: Kontrolliere die erstellten Formeln möglichst mit dem Tafelwerk.Beispiel für Stoffe, die auch zusammengesetzten Ionen enthaltenWichtig: Mehrfach vorhandene zusammengesetzte Ionen je Elementargruppe müssen eingeklammert werden.Formel von Magnesiumnitrat

Schrittfolge Magnesiumnitrat1. Zeichen der Ionen Mg2+ NO3

–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 23. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 24. Formel Mg1(NO3)2

4. Formel ohne Index 1 üblich Mg(NO3)2

Faktoren vor Formelnkennzeichnen die Anzahl von Teilchen [z.B. Moleküle] bzw. Elementargruppen [Baueinheiten]Beispiel 2 CO2chemisches Zeichen für zwei KohlenstoffdioxidmoleküleBeispiel 2 CaOchemisches Zeichen für zwei Elementargruppen Calciumoxid

Chemische Zeichen für IonenZeichen für Ionenzusammengesetztes chemisches Zeichen für ein Ion; die Ladung [Anzahl und Art] wird stets hochgestellt angegeben


Beispieleeinfache Ionen

auch: Atomionenzusammengesetzte Ionen

auch: Molekülionenbestehen nur aus Teilchen eines

Elementsbestehen aus Teilchen mehrerer

ElementeMagnesiumion Mg2+

Nitridion N3–Sulfation SO4

2–

Hydroxidion OH–

IonenbildungIonen entstehen durch Elektronenabgabe oder -aufnahme [maximal 4], so dass die Außenschale eine stabile Achterschale wird; die Außenschale erhält die Elektronenbesetzung wie das im PSE nächstgelegene EdelgasZeichen für Ionen der Hauptgruppenelemente und PSE positiv geladene Ionen I. – III. Hauptgruppe

[Anzahl der Ladungen = Hauptgruppennummer] negativ geladene Ionen V. – VII. Hauptgruppe

[Anzahl der Ladungen = 8 – Hauptgruppennummer] Elemente der IV. Hauptgruppe: Sonderfälle [z.B. Kohlenstoff

bildet keine Ionen, Silicium unter bestimmten Bedingungen 4-fach positiv geladene Ionen]

Edelgase bilden keine IonenZeichen für Ionen der Nebengruppenelementesind stets positiv geladen; einige können verschiedene Ionenladungen annehmen, z.B. Eisen(II)-ion Fe2+ und Eisen(III)-ion Fe3+

Hinweis: Hier steht die Anzahl der Ladungen gleich im NamenZeichen für Ionen selbst ermittelneinfache Ionen Zeichen mit Hilfe des PSE bestimmbarzusammengesetzte Ionen Zeichen am besten auswendig wissen oder nachschlagenTipp: Mehr zu Ionen, Ionenbildung und Oktettregel auch auf unserer Seite PSE.Beispiel Natriumion

Arbeitsschritte Natriumion1. Anzahl der Protonen im Atomkern 112. Anzahl der Elektronen des Atoms gesamt 113. Ionenbildung: Abgabe des einen Außenelektrons, so dass die 2. Schale mit 8 Elektronen zur stabilen Außenschale wird [erreicht Edelgaskonfiguration]vgl. Stellung Element Natrium im PSE [I. Hauptgruppe]

Na Na+ + e–


4. Anzahl der Elektronen des Ions gesamt 105. Ladung des Ions als Ganzes(eine positive Ladung mehr als negative) 11–10=+16. chemisches Zeichen Na+

Beispiel ChloridionArbeitsschritte Natriumion

1. Anzahl der Protonen im Atomkern 172. Anzahl der Elektronen des Atoms gesamt 173. Ionenbildung: Aufnahme des einen Elektrons, so dass die 3. Schale mit 8 Elektronen zur stabilen Außenschale wird [erreicht Edelgaskonfiguration]vgl. Stellung Element Chlor im PSE [VII. Hauptgruppe]

Cl + e– Cl–

4. Anzahl der Elektronen des Ions gesamt 185. Ladung des Ions als Ganzes(eine positive Ladung mehr als negative) 17–18=–16. chemisches Zeichen Cl–

Formeln und Namen von Oxiden und HalogenidenNichtmetalloxidebestehen aus Molekülen erhalten MolekülformelnNutzung von Zahlsilben [siehe weiter oben] für die Anzahl der Atome eines Elements im MolekülBeispiele

Wasser Diwasserstoffmono

oxid

Kohlenstoff-monooxid

Kohlenstoff-dioxid

Distickstoff-tetraoxid

H2O CO CO2 N2O4

HalogenwasserstoffeMolekülformeln [Element Wasserstoff und Halogen im Verhältnis 1 : 1]Beispiele

Fluorwasserstoff

[Wasserstofffluorid,

Hydrogenfluorid]

Chlorwasserstoff

[Wasserstoffchlorid,

Hydrogenchlorid]

Bromwasserstoff

[Wasserstoffbromid,

Hydrogenbromid]

Iodwasserstoff[Wasserstoffiodid,

Hydrogeniodid]

HF HCl HBr HI


MetalloxideFormeln durch Ausgleichen der Ionenladungen entwickeln; Verhältnisformeln für jeweils eine ElementargruppeBeispiel Natriumoxid

Schrittfolge Natriumoxid1. Zeichen der Ionen Na+ O2–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 23. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 14. Formel Na2O1

4. Formel ohne Index 1 üblich Na2OBeispiel Eisen(III)-oxid

Schrittfolge Eisen(III)oxid1. Zeichen der Ionen Fe3+ O2–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 63. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 34. Formel Fe2O3

MetallhalogenideFormeln durch Ausgleichen der Ionenladungen entwickeln; Verhältnisformeln für jeweils eine ElementargruppeBeispiel Magnesiumchlorid

Schrittfolge Magnesiumchlorid

1. Zeichen der Ionen Mg2+ Cl–2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 23. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 24. Formel Mg1Cl24. Formel ohne Index 1 üblich MgCl2

Faktoren vor Formelnkennzeichnen die Anzahl von Teilchen [z.B. Moleküle] bzw. Elementargruppen [Formeleinheiten, Baueinheiten]Beispiel 2 NaClChemisches Zeichen für 2 Elementargruppen Natriumchlorid


Formeln und Namen von Säuren, Hydroxiden und SalzenSäurenTipp: Lerne die Namen und chemischen Zeichen der Säuren und ihrer Säurerestionen unbedingt auswendig. Letztere sind auch am Bau der Salze beteiligt. Das erleichtert Deine Arbeit.Säuren bestehen [ohne Wasseranwesenheit] aus Molekülen [sie erhalten also Molekülformeln]. Erst in Wasser dissoziieren sie dann in Oxioniumionen H3O+ [vereinfacht Wasserstoffionen H+] und die jeweiligen Säurerestionen.

Säure + Wasser ⇄ Oxoniumionen + SäurerestionenBeispiel Schwefelsäure: H2SO4 + 2 H2O ⇄ 2 H3O+ + SO4

2–

vereinfacht: Säure ⇄ Wasserstoffionen + SäurerestionenBeispiel Schwefelsäure: H2SO4 ⇄ 2 H+ + SO4

2–

Säure Formel Säurerestion(en) ZeichenChlorwasserstoffsä

ure (Salzsäure)HCl Chloridion Cl–

Salpetrige Säure HNO2 Nitrition NO2–

Salpetersäure HNO3 Nitration NO3–

Schweflige Säure H2SO3Hydrogensulfition

SulfitionHSO3

–

SO32–

Schwefelsäure H2SO4Hydrogensulfation

SulfationHSO4

–

SO42–

Kohlensäure H2CO3

Hydrogencarbonation

CarbonationHCO3

–

CO32–

Phosphorsäure H3PO4

Dihydrogenphosphation

Hydrogenphophation

Phosphation

H2PO4 –

HPO42–

PO43–

Ameisensäure (Methansäure) HCOOH Formiation

(Methanation) HCOO–

Essigsäure (Ethansäure)

CH3COOH

Acetation (Ethanation) CH3COO–

Weitere häufige AnionenAnion Zeichen Anion Zeichen

Fluoridion F– Iodidion I–Oxidion O2– Sulfidion S2–

Nitridion N3– Phosphidion P3–


Hydroxidion OH– Permanganation MnO4–

Chromation CrO42– Dichromation Cr2O7

–

Thiocyanation SCN– Thiosulfation S2O32–

Chloration ClO3– Hypochlorition ClO–

Chlorition ClO2– Perchloration ClO4

–

Iodation IO3– Molybdation MoO4

2–

Cyanid CN– Carbid C4–

Einige häufige KationenKation Zeichen Kation Zeichen

Ammoniumion NH4+ Blei(II)-ion Pb2+

Kupfer(I)-ion Cu+ Kupfer(II)-ion Cu2+

Eisen(II)-ion Fe2+ Eisen(III)-ion Fe3+

Blei(II)-ion Pb2+ Natriumion Na+

Silberion Ag+ Lithiumion Li+Kaliumion K+ Calciumion Ca2+

Magnesiumion Mg2+ Bariumion Ba2+

Strontiumion Sr2+ Zinkion Zn2+

Quecksilber(I)-ion Hg+ Aluminiumion Al3+

Wichtiger HinweisAn den Zahlenverhältnissen in Molekülionen [z.B. NH4

+, SO32–]

darfst Du nichts verändern. Der Ladungsausgleich erfolgt stets nur über die Anzahl der kompletten Ionen!Metallhydroxidebestehen aus Metallionen und Hydroxidionen; Verhältnisformel muss Ionenladungen ausgleichen; mehrere Hydroxidionen in Formeln einklammernBeispiel Lithiumhydroxid

Schrittfolge Lithiumhydroxid1. Zeichen der Ionen Li+ OH–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 13. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 14. Formel Li1(OH)1

4. Formel ohne Index 1 üblich LiOHBeispiel Bariumhydroxid

Schrittfolge Bariumhydroxid1. Zeichen der Ionen Ba2+ OH–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 2


3. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 24. Formel Ba1(OH)2

4. Formel ohne Index 1 üblich Ba(OH)2

Salzebestehen aus Metallionen und Säurerestionen; Verhältnisformel muss Ionenladungen ausgleichen; mehrere Säurereste in Formeln einklammernBeispiel Kupfer(II)-chlorid

Schrittfolge Kupfer(II)-chlorid1. Zeichen der Ionen Cu2+ Cl–2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 23. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 24. Formel Cu1Cl24. Formel ohne Index 1 üblich CuCl2

Beispiel CalciumnitratSchrittfolge Calciumnitrat

1. Zeichen der Ionen Ca2+ NO3–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 23. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 24. Formel Ca1(NO3)2

4. Formel ohne Index 1 üblich Ca(NO3)2

Beispiel NatriumcarbonatSchrittfolge Natriumcarbonat

1. Zeichen der Ionen Na+ CO32–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 23. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 2 : 14. Formel Na2(CO3)1

4. Formel ohne Index 1 üblich Na2CO3

Beispiel NatriumhydrogencarbonatSchrittfolge Natriumhydrogencarbo

nat1. Zeichen der Ionen Na+ HCO3

–

2. k.g.V. der Anzahl der Ionenladungen 1


3. Zahlenverhältnis der Ionen zum Ladungsausgleich 1 : 14. Formel Na1(HCO3)1

4. Formel ohne Index 1 üblich Na2CO3

LEWIS–SchreibweiseElektronenschreibweisePrinzipbei der LEWIS-Schreibweise werden ausschließlich Außenelektronen als Punkte [bei Bedarf Elektronenpaare als Striche] am Elementsymbol geschrieben – daher wird sie auch Elektronenschreibweise genanntDamit lassen sich einzelne Elemente, Moleküle, aber auch komplette Reaktionsgleichungen angeben.zusätzlich muss man wenn nötig auch Ionenladungen angeben [komplex gebaute Ionen klammert man mit viereckigen Klammern ein]die Ionenschreibweise ist daher eine vereinfachte LEWIS-Schreibweise, bei der die Außenelektronen nicht geschrieben werdenBeispiele für einzelne Atome, Ionen und Moleküle

Beispiel für ReaktionsgleichungenReaktion von Chlorwasserstoff [Wasserstoffchlorid, Hydrogenchlorid] mit Wasser

Formeln organischer StoffeGrundsätzlichesorganische Stoffe bestehen oft aus Molekülen und erhalten somit Molekülformeln [Summenformeln]Strukturformeln organischer Stoffe sind Formeln in LEWIS-Schreibweise [Elektronenschreibweise] – siehe vorheriges KapitelFormelartenneben Summenformeln nutzt man oft Strukturformeln [Valenzstrichformeln] in LEWIS-Schreibweise [Elektronenschreibweise], die auch Bindungen zwischen den Atomen darstellen


Beispiel EthanStrukturformel

[Valenzstrichformel]

vereinfachte Strukturformel

[Halbstrukturformel]

Summenformel[Molekülformel]

H3C – CH3 C2H6

alle Bindungen werden

geschriebennur die Bindungen zwischen C-Atomen

keine Bindungen angegeben

Zahlsilben für die Anzahl der Kohlenstoffatome1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

meth eth pro

pbut(a)

pent(a)

hex(a)

hept(a)

oct(a)

non(a)

dec(a)

Zahlsilben für die Anzahl anderer Atome und funktioneller Gruppen

1 2 3 4 5 6 etc.

mono di tri tetra pent(a) hex(a) ab 5 wie oben

Silben oder Endungen für die Bildungen zwischen C–Atomen

nur Einfachbindungen eine Doppelbindung eine

Dreifachbindung

–an –en –inEndung für zwei Doppelbindungen im Molekül –dien usw.z.B. Buta-1,3-dienSilben bzw. Endungen für einige funktionelle Gruppen

Hydroxygruppe Aldehydgruppe Ketogruppe

–hydroxy– bzw. –ol –oxo– bzw. –al –oxo– bzw. –onCarboxygruppe Aminogruppe Cyanogruppe (Nitril-)


–carboxy– bzw. –säure –amino– bzw. –amin –cyano– bzw. –nitril

Schreibweise für mehrere funktionelle Gruppen gleicher ArtZahlsilben wie oben [z.B. di, tri ...] benutzenz.B. Ethandisäure, Propan-1,2,3-triolSchreibweise für Makromoleküle [Polymere]Monomer einklammern und dessen allgemeine Anzahl (n) angebenz.B. Stärke (C6H11O5)n

Einige organische Stoffe [Beispiele]Propan Propen 1,2-Dichlorethan

Ethan-1,2-diol Ethansäure PolyvinylchloridPolychlorethen, PVC

Reaktionsgleichungen aufstellen und interpretierenReaktionsgleichungchemisches Zeichen für eine chemische Reaktion [oder Teilreaktion]Ausgleichen einer ReaktionsgleichungZählen der Atome jedes Elements auf beiden Seiten der Reaktionsgleichung und Ausgleichen durch vorgestellte FaktorenHintergrund ist das Gesetz der Erhaltung der Masse und damit verbunden die Konstanz der Atomanzahl jedes ElementsFormeln für die Stoffe in ReaktionsgleichungenFormeln einzelner Stoffe darfst du beim Ausgleich niemals ändern, da sie ja gesetzmäßig sind.


Verwechsle die Begriffe Formel und Reaktionsgleichung nicht. Die Formel ist ein Zeichen für eine Elementargruppe, ein Molekül bzw. den Stoff, die Reaktionsgleichung ist ein Zeichen für eine komplette chemische Reaktion.Aufstellen der Reaktionsgleichungfür die Reaktion von Kalium mit Chlor

Wortgleichung Kalium + Chlor Kaliumchlorid exotherm

chem. Zeichen K + Cl2 KCl

Ausgleichen für Cl

(Atome zählen)

Cl Cl2 Cl-Atome

Cl1 Cl-Atom

Faktoren K + Cl2 2 KCl

Ausgleichen für K

(Atome zählen)

K1 K-Atom

K K2 K-Atome

Faktoren 2 K + Cl2 2 KCl

Reaktionsgleichung 2 K + Cl2 2 KCl

Überprüfen(Atome nach dem

Ausgleichen)

K KCl Cl

K KCl Cl

Reaktionsgleichung 2 K + Cl2 2 KCl ΔH = –n kJ · mol

–1

Hinweis: Obwohl Kaliumchlorid aus Ionen besteht, zählst Du beim Ausgleichen stets Atome!

InterpretationJeweils 2 Kaliumatome reagieren mit einem Chlormolekül zu 2 Elementargruppen Kaliumchlorid.

Aufstellen der Reaktionsgleichungfür die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff

Wortgleichung Wasserstoff + Sauerst

off Wasser exotherm

chem. Zeichen H2 + O2 H2O

Ausgleichen für O

(Atome zählen)

O O2 O-Atome

O1 O-Atom


Faktoren H2 + O2 2 H2O

Ausgleichen für H

(Atome zählen)

H H2 H-Atome

H H H H2·2=4 H-Atome

Faktoren 2 H2 + O2 2 H2O

Reaktionsgleichung 2 H2 + O2 2 H2O

Überprüfen(Atome nach dem

Ausgleichen)

H H H HO O

H H H HO O

Reaktionsgleichung 2 H2 + O2 2 H2O ΔH = –n kJ · mol

–1

Interpretation Jeweils 2 Wasserstoffmoleküle reagieren mit einem Sauerstoffmolekül zu 2 Wassermolekülen.

Aufstellen der Reaktionsgleichung für die Reaktion von Zink mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure [Salzsäure]

Wortgleichung Zink + Salzsäure Zinkchlo

rid + Wasserstoff

chem. Zeichen Zn + HCl ZnCl2 + H2

Ausgleichen für Cl(Atome zählen)

Cl1 Cl-Atom

Cl Cl2 Cl-Atome

Faktoren Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Ausgleichen für H(Atome zählen)

H H2 H-Atome OK

H H2 H-Atome OK

Faktoren Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Ausgleichen für Zn

(Atome zählen)

Zn1 Zn-Atom

OKZn

1 Zn-Atom OK

Reaktionsgleichun

gZn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Überprüfen(Atome nach dem Ausgleichen)

Zn H HCl Cl

ZnCl Cl H H


Reaktionsgleichung Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Interpretation

Jeweils 1 Zinkatom reagiert mit 2 Molekülen Chlorwasserstoffsäure zu einer Elementargruppe Zinkchlorid und einem Wasserstoffmolekül.Wasser ist in dieser Schreibweise nicht berücksichtigt und so Ionen der dissoziierten Säure nicht ersichtlich

Reaktionsgleichung mit Reaktionswärme:Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2 ; ΔH = –n kJ · mol –1 [oder Q = –n kJ/mol]TippLerne niemals Reaktionsgleichungen auswendig. Lerne aber Wortgleichungen [in allgemeiner Form] für wichtige Reaktionen bzw. Reaktionsarten, die Dir im Unterricht begegnen. Dazu findest Du auf unserer Seite Reaktionsgleichungen auch ein Lernmaterial mit Beispielen.BeispielLerne nicht: Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2Lerne: unedles Metall + Säurelösung Salzlösung + WasserstoffÜbe das Ausgleichen von Reaktionsgleichungen!

DissoziationsgleichungenSäuren, Basen und Salze nach Arrhenius

Säuren [nach Arrhenius]Stoffe, die in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Wasserstoffionen und negativ geladene Säurerestionen dissoziieren, z.B. ...

Chlorwasserstoffsäure [Salzsäure] Schwefelsäure

HCl ⇄ H+ + Cl– H2SO4 ⇄ 2 H+ + SO42–

Hydroxide [Basen] nach ArrheniusStoffe, die in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Metallionen und negativ geladene Hydroxidionen dissoziieren, z.B. ...


Natriumhydroxid CalciumhydroxidNaOH ⇄ Na+ + OH– Ca(OH)2 ⇄ Ca2+ + 2 OH–

SalzeStoffe, die in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladene Metallionen und negativ geladene Säurerestionen dissoziieren, z.B. ...

Magnesiumbromid KaliumcarbonatMgBr2 ⇄ Mg2+ + 2 Br – K2CO3 ⇄ 2 K+ + CO3

2–

Säuren und Basen nach BrønstedSäuren Basen

Teilchen, die Protonen [H+] abgeben [Protonendonatoren]

Teilchen, die Protonen [H+] aufnehmen

[Protonendonatoren]Chlorwasserstoffmolekül Ammoniakmolekül

HCl + H2O ⇄ H3O+ + Cl– NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH–

Andere IonengleichungenPrinzipStoffe, die in wässriger Lösung dissoziieren [d.h. gelöst vorliegen], werden in Ionenform in der Reaktionsgleichung geschriebenBeispielchemische Reaktion von Natrium mit Schwefelsäure zu Natriumsulfatlösung und Wasserstoff [Schwefelsäure und Natriumsulfat liegen in gelöster Form vor und werden daher dissoziiert geschrieben] Reaktionsgleichu

ng:2 Na + H2SO4 Na2SO4 + H2

Ionengleichung: 2 Na + 2 H+ + SO4

2– 2 Na+ + SO4

2– + H2

Reaktionsgleichungen für umkehrbare chemische ReaktionenDoppelpfeilzur Kennzeichnung der Umkehrbarkeit [Hin- und Rückreaktion; chemisches Gleichgewicht], lies ihn "reagiert zu" [nur bei Dissoziations-gleichungen "dissoziiert in"]


ReaktionswärmeAngabe gilt für Hinreaktion [für die Rückreaktion gilt das Gegenteil]BeispielReaktion von Schwefeldioxid und Sauerstoff zu Schwefeltrioxid [Hinreaktion exotherm]:2 SO2 + O2 ⇄ 2 SO3 ; ΔH = –198 kJ · mol –1

Reaktionsgleichungen für organisch-chemische ReaktionenGrundlegendesorganisch-chemische Reaktionen unterliegen den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie in der anorganischen Chemie – daher ist das Vorgehen für das Aufstellen von Reaktionsgleichungen identischReaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Methan

Wortgleichung Methan + Sauerstoff Kohlenst

off-dioxid + Wasser

chem. Zeichen CH4 + O2 CO2 + H2O

Ausgleichen für C(Atome zählen)

C1 C-Atom

(OK)C

1 C-Atom (OK)

Faktoren CH4 + O2 CO2 + H2O


H H H H4 H-Atome

H H2 H-Atome

Faktoren CH4 + O2 CO2 + 2 H2O

Ausgleichen für O(Atome zählen)

O O2 O-Atome

O O2 O-Atome

O O2 O-Atome

O O O O zusammen 4 O-Atome

Überlegung 2 · 2 = 4

Faktoren CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

Reaktionsgleichung CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O



1 C 4 H 2·2=4 O

1 C2 O

2·2=4 H 2·1=2 O

zusammen 4 O-Atome

Reaktionsgleichung CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

InterpretationJeweils ein Methanmolekül reagiert mit 2 Sauerstoffmolekülen zu einen Kohlenstoffdioxidmolekül und 2 Wassermolekülen.

Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Ethan

Wortgleichung Ethan + Sauerstoff Kohlensto

ff-dioxid + Wasser

chem. Zeichen C2H6 + O2 CO2 + H2O

Ausgleichen für C(Atome zählen)

2 C-Atome 1 C-Atom

Faktoren C2H6 + O2 2 CO2 + H2O


6 H-Atome 2 H-Atome

Faktoren C2H6 + O2 2 CO2 + 3 H2O

Ausgleichen für O(Atome zählen)

2 O-Atome2·2=4 O-Atome 3 O-Atome

zusammen 7 O-Atome

Überlegung 3,5 · 2 = 7

Faktoren C2H6 + 3,5 O2 2 CO2 + 3 H2O

ganzzahlige Faktoren

(alle multiplizieren mit 2)2 C2H6 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O

Reaktionsgleichun

g2 C2H6 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O


2·2=4 C2·6=12 H

7·2=14 O 4 C4·2=8 O

6·2=12 H6 O


zusammen 14 O

Reaktionsgleichung 2 C2H6 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O

InterpretationJeweils 2 Ethanmoleküle reagieren mit 7 Sauerstoffmolekülen zu 4 Kohlenstoffdioxidmolekülen und 6 Wassermolekülen.

Addition von Brom an EthenWortgleichung Ethen + Brom ⇄ 1,2-Dibromethan

chem. Zeichen CH2=CH2 + Br2 ⇄ BrCH2–CH2Br

Ausgleichen (Atome zählen)

2 C-Atome4 H-Atome

2 Br-Atome

2 C-Atome4 H-Atome2 Br-Atome

Überprüfung OK, Übereinstimmung

Reaktionsgleichung CH2=CH2 + Br2 ⇄ BrCH2–CH2Br

InterpretationJeweils ein Ethenmolekül reagiert unter Aufspaltung der Doppelbindung mit einem Brommolekül zu einem 1,2-Dibromethanmolekül.

Reaktionsgleichung mit Reaktionswärme:CH2=CH2 + Br2 ⇄ BrCH2–CH2Br ; ΔH = –m kJ · mol –1 [oder Q = –m kJ/mol]

Hinweise für SchülerRealschuleViele Schulen erlauben die Verwendung eines Tafelwerkes zum Ablesen der Formeln vieler Stoffe. Selbstständiges Aufstellen von Formeln ist nur in Ausnahmefällen nötig [das Beherrschen dennoch sinnvoll und arbeitserleichternd]. Einfache Reaktionsgleichungen musst Du aber allein aufstellen und interpretieren können.GymnasiumDu solltest die Verwendung des PSE und die Regeln für das selbstständige Aufstellen von Formeln und Reaktionsgleichungen beherrschen, denn Formeltabellen sind oft nicht erlaubt, sondern nur das PSE.


Lexikon einiger FachbegriffeMolekülformelchemisches Zeichen für ein Molekül, z.B. H2O [Zeichen für ein Wassermolekül sowie für den Stoff Wasser]Verhältnisformelchemisches Zeichen für eine Elementargruppe [Formeleinheit, 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]Elementargruppe [Formeleinheit, Baueinheit]kennzeichnet das kleinste mögliche Zahlenverhältnis der Atome bzw. Ionen von Stoffen, die nicht aus zusammenhängenden Molekülen bestehen; wird durch eine Verhältnisformel veranschaulichtKationpositiv geladenes IonAnionnegativ geladenes IonReaktionswärmeexotherm [Abgabe von Wärmeenergie] ΔH = –n kJ · mol –1 [bzw. Q = –n kJ ·

mol –1

endotherm [Aufnahme von Wärme] ΔH = +n kJ · mol –1 [bzw. Q = +n kJ ·

mol –1]oft mit Q statt ΔH angegeben (Q für Wärmemenge); Schreibweise der Einheit kJ · mol-1 auch als kJ/mol möglich; n o.a. Buchstabe als Variable für beliebige ZahlenangabeBei umkehrbaren Reaktionen gilt die Angabe für die Hinreaktion[für die Rückreaktion dann das Gegenteil]!HÄnderung der Enthalpie bei einer Reaktion, also die Energiebilanz bei einer chemischen Reaktion unter konstantem Druck [Differenz der Enthalpie der Reaktionsprodukte und Ausgangsstoffe, d.h. ihrer chemischen Energien]saure Lösungwässrige Lösung, die Wasserstoffionen H+ enthält [diese bilden gemeinsam mit je einem Wassermolekül die Oxoniumionen H3O+] – diese färben Universalindikator [Unitest] rot; pH-Wert ist kleiner als 7H+ + H2O ⇄ H3O+

basische [alkalische] Lösungwässrige Lösung, die Hydroxidionen OH– enthält; ihr pH-Wert ist größer als 7; Beispiel: Dissoziation von NatriumhydroxidlösungNaOH ⇄ Na+ + OH–

IonensubstanzStoff, der aus Ionen bestehtElementsubstanzStoff, der nur aus Teilchen eines Elements bestehtMolekülsubstanzStoff, der aus Molekülen bestehtHydroxid [Base] nach ARRHENIUS


Stoffe, die in wässriger Lösung in frei bewegliche positiv geladenen Metallionen und negativ geladenen Hydroxidionen dissoziieren; Beispiel: Dissoziation von festem Calciumhydroxidlösung in wässriger LösungCa(OH)2 ⇄ Ca2+ + 2 OH–

Hinweis: Auch Ammoniaklösung reagiert alkalisch; bei der Reaktion mit Wasser entstehen neben den Hydroxidionen OH– keine Metallionen, sondern Ammoniumionen NH4+: NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH–

Base [nach Brønsted]Teilchen, die Protonen H+ aufnehmen können [Protonenakzeptoren]Säure [nach Brønsted]Teilchen, die Protonen H+ abgeben können [Protonendonatoren]Dissoziation [dissoziieren]Zerfall von Stoffen in frei bewegliche Ionen durch Einwirkung von Wassermolekülen; diese Eigenschaft besitzen insbesondere Säuren, Basen und Salze Säure, hier Salzsäure HCl ⇄ H+ + Cl–

dabei entstehen immer Wasserstoffionen und je nach Säure verschiedene Säurerestionen

Metallhydroxid [Base], hier Lithiumhydroxid LiOH ⇄ Li+ + OH–

dabei entstehen Metallionen und in jedem Fall Hydroxidionen Salz [salzartiger Stoff], hier Kaliumbromid KBr ⇄ K+ + Br–

dabei entstehen Metallionen und Säurerestionenumkehrbare chemische ReaktionEinstellung eines chemischen Gleichgewichts zwischen Hin- und Rückreaktion; gekennzeichnet mit einem Doppelpfeil ⇄Aggregatzustände in Reaktionsgleichungen(g) gasförmig [gaseous], (l) flüssig [liquid], (s) fest [solid]; (aq) wässrige LösungLEWIS-Formel [Elektronenformel]chemisches Zeichen in Elektronenschreibweise [nur die Außenelektronen bzw.-elektronenpaare als Punkte bzw. Striche]k.g.V.kleinstes gemeinsames Vielfaches von mindestens 2 Zahlen

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