Wie liest du eine chemische Formel?

Symbole und Indizes

Jede Formel besteht aus Elementsymbolen. Jedes Symbol beginnt mit einem Großbuchstaben, daher erkennst du, wo ein Element endet und das nächste beginnt: NaCl enthält Na (Natrium) und Cl (Chlor).

Ein Index ist die kleine Zahl, die direkt hinter und unter einem Symbol steht. Er sagt dir, wie viele Atome dieses Elements vorhanden sind, und wenn kein Index da ist, ist die Zahl 1. In CO₂ gibt es 1 Kohlenstoffatom und 2 Sauerstoffatome. In Glucose, C₆H₁₂O₆, gibt es 6 Kohlenstoffatome, 12 Wasserstoffatome und 6 Sauerstoffatome, insgesamt 24 Atome.

Ein Index gehört nur zum Symbol direkt davor. In H₂O zählt die 2 die Wasserstoffatome, nicht den Sauerstoff.

Klammern

Manche Formeln setzen eine Atomgruppe in Klammern, meist ein mehratomiges Ion, das mehrfach vorkommt. Ein Index hinter der schließenden Klammer multipliziert jedes Atom darin.

Calciumhydroxid, Ca(OH)₂, enthält ein Calciumatom und zwei OH-Gruppen. Multipliziere jedes Atom in der Klammer mit 2: Sauerstoff 1 × 2 = 2 und Wasserstoff 1 × 2 = 2. Ca(OH)₂ hat also 1 Calcium-, 2 Sauerstoff- und 2 Wasserstoffatome, insgesamt 5 Atome.

Versuche eine größere: Aluminiumsulfat, Al₂(SO₄)₃. Es gibt 2 Aluminiumatome. In der Klammer stehen 1 Schwefel- und 4 Sauerstoffatome, und die 3 außerhalb multipliziert beide, was 3 Schwefelatome und 12 Sauerstoffatome ergibt. Das ergibt zusammen 2 + 3 + 12 = 17 Atome.

Koeffizienten

In chemischen Gleichungen siehst du oft eine Zahl in voller Größe vor einer Formel, etwa 3H₂O. Das ist ein Koeffizient. Er sagt dir, wie viele Moleküle oder Formeleinheiten es gibt, und er multipliziert jedes Atom in der Formel.

3H₂O bedeutet drei Wassermoleküle. Jedes hat 2 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom, also gibt es 3 × 2 = 6 Wasserstoffatome und 3 × 1 = 3 Sauerstoffatome. Hat eine Formel sowohl einen Koeffizienten als auch Klammern, multipliziere mit beiden: 2Ca(OH)₂ enthält 2 Calciumatome, 2 × 2 = 4 Sauerstoffatome und 4 Wasserstoffatome.

Beachte den Unterschied zwischen 2O und O₂. 2O bedeutet zwei einzelne Sauerstoffatome, während O₂ ein Molekül aus zwei miteinander verbundenen Sauerstoffatomen ist.

Hydrate und der Malpunkt

Manche Kristalle halten Wassermoleküle in ihrer Struktur fest. Diese Verbindungen heißen Hydrate, und ihre Formeln verwenden einen hochgestellten Punkt, um das gebundene Wasser anzuzeigen. Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat wird CuSO₄·5H₂O geschrieben, und die 5H₂O bedeuten, dass auf jede CuSO₄-Einheit fünf Wassermoleküle kommen. Hier bedeutet der Punkt nicht „mal“, sondern „zusammen mit“.

Um die Atome zu zählen, addiere die beiden Teile. CuSO₄ ergibt 1 Kupfer-, 1 Schwefel- und 4 Sauerstoffatome, und 5H₂O ergibt 10 Wasserstoff- und 5 Sauerstoffatome. Insgesamt sind das 1 Cu, 1 S, 9 O und 10 H, also 21 Atome.

Du kannst das Wasser sogar bei der Arbeit sehen. Diese Kristalle sind leuchtend blau, doch wenn man sie stark erhitzt, wird das Wasser ausgetrieben, und es bleibt ein weißes Pulver aus wasserfreiem (anhydrischem) CuSO₄ zurück.

Eine Methode Schritt für Schritt

Um die Atome in einer beliebigen Formel zu zählen, gehe sie der Reihe nach durch. Erstens: Liste jedes Element mit seinem Symbol auf. Zweitens: Lies jeden Index ab und verwende 1, wo keiner steht. Drittens: Multipliziere die Atome in Klammern mit der Zahl dahinter. Viertens: Addiere bei einem Hydrat die Atome des Teils nach dem Punkt. Zum Schluss: Multipliziere jede Zahl mit dem Koeffizienten davor, falls es einen gibt.

Noch ein Tipp: Eine kleine hochgestellte Zahl mit einem + oder − ist eine Ladung und keine Anzahl. Das Sulfat-Ion, SO₄²⁻, hat 1 Schwefelatom und 4 Sauerstoffatome, und die ganze Gruppe trägt die Ladung −2.