Summenformel

EineSummenformel(auchBruttoformelgenannt) dient in derChemiedazu, die Art und Anzahl derAtomeeinerchemischen Verbindunganzugeben. Besteht die Verbindung aus diskretenMolekülen,ist die Summenformel eineMolekülformel.Für einSalzwird eineFormeleinheitangegeben, die ihrerstöchiometrischenZusammensetzung gerecht wird. Eine Summenformel ist oft nicht gleich derVerhältnisformel,die die kleinstmöglichen Zahlenverhältnisse der Atome der beteiligten chemischen Elemente in einer chemischen Verbindung angibt.

Vergleich verschiedener Formelschreibweisen für Moleküle in unterschiedlichen Abstraktionsgraden

	Strukturformeln				andere Darstellungsweisen
	Elektronen- formel	Valenzstrich- formel	Keilstrich- formel	Skelett- formel	Konstitutions- formel	Summen- formel	Verhältnis- formel
Methan				existiert nicht	CH4	CH4	CH4
Propan					CH3–CH2–CH3 oderCH3 CH2 CH3	C3H8	C3H8
Essigsäure					CH3–COOH oderCH3 COOH	C2H4O2	CH2O
Wasser				existiert nicht	H–O–H oderH O H	H2O	H2O

Aufbau

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

Besteht eine Verbindung aus diskreten Molekülen, gibt eine Summenformel die Zusammensetzung des Moleküls an. Die Summenformel fürDischwefeldichloridlautet S₂Cl₂,und fürEthanC₂H₆.DieVerhältnisformelnlauten SCl bzw. CH₃.

Für die Reihenfolge der Elemente in Summenformeln gibt es unterschiedliche Strategien. In Tabellenwerken und Datenbanken wird – insbesondere bei organischen Verbindungen – zumeist dasHill-Systembevorzugt. Dieses gibt zuerst alle Kohlenstoffatome, dann die Wasserstoffatome an und sortiert alle anderen Atomsymbole streng Alpha betisch. 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 höhererElektronegativität(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 wirdNatriumchloridals „NaCl “und nicht als „ClNa “geschrieben. Bei komplexen Salzen wird erst das Kation mit Zentralatom und seinenLigandenund dann das Anion mit Zentralatom und seinen Liganden angegeben, wie (NH₄)₂SO₄fürAmmoniumsulfat.Anorganische Säuren werden analog zu den verwandten Salzen angegeben. Die Wasserstoffatome stehen anstelle der Kationen vorne, wie beim H₃PO₄,der Summenformel derPhosphorsäure.Diese Formeln stellen dieFormeleinheitenfür stöchiometrische Berechnungen dar und nicht die Struktur der Verbindungen.

Beispiele und Unterscheidung

Kochsalzkristall im Modell

• InNatriumchloridNaCl ist dasStoffmengenverhältnisvonNatriumzuChlorn(Na):n(Cl) = 1: 1. Als Größengleichung geschrieben:n(Na) =n(Cl). Die Summenformel von Natriumchlorid sagt nichts über die Struktur der Verbindung aus (vgl. Abbildung).
• imAluminiumoxidAl₂O₃ist das Stoffmengenverhältnisn(Al):n(O) = 2: 3. Als Größengleichung: 3 ×n(Al) = 2 ×n(O)
• H₂O, einWasser-Molekül besteht aus zweiWasserstoff-Atomen (H) und einemSauerstoff-Atom (O), (Atomzahlenverhältnis 2:1);
• H₂SO₄,einSchwefelsäure-Molekül, besteht aus zwei Wasserstoff-Atomen, einemSchwefel-Atom (S) und 4 Sauerstoff-Atomen (Atomzahlenverhältnis 2:1:4).
• im Hexan C₆H₁₄ist das Stoffmengenverhältnisn(C):n(H) = 6: 14 = 3: 7 DieVerhältnisformeldes Moleküls wäre daher C₃H₇.Diese repräsentiert jedoch nicht das Molekül, da sie nicht die realen Atomzahlen angibt und somit teilweise nicht eindeutig ist.

Bei einfachen Verbindungen ist die Molekül-/Summenformel oft gleich derVerhältnisformel,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) imReaktionsschemain deranorganischen Chemiein der Regel in Form von Summenformeln angegeben. Diese bilden damit die Grundlage fürstöchiometrische Berechnungen.In derorganischen Chemiewerden nur selten Summenformeln verwendet, da sie kaum Informationen enthalten, die für den Ablauf der Reaktionen in der organischen Chemie wichtig sind.

Siehe auch

• Allgemeine Summenformel