Summenformel

Eine Summenformel gibt an, wie oft ein Element in einem Molekül oder einer Salzeinheit vorkommt.

Aufbau einer Summenformel

Eine Summenformel ist eine Aneinanderreihung von den Elementsymbolen, aus denen ein Molekül oder eine Salzeinheit besteht.
Hinter jedem Elementsymbol steht eine tiefgestellte Zahl. Sie gibt an, wie oft dieses Element in dem Molekül oder der Salzeinheit vorkommt.

Kommt ein Element nur einmal vor, wenn die tiefgestellte Zahl eine 1 ist, wird diese Zahl zur Vereinfachung weggelassen.

Innerhalb der Summenformel werden die Elemente nach ihrem Elektronegativitätswert (kurz EN) geordnet. So steht das Element mit dem niedrigsten EN ganz links und das Element mit dem höchsten EN ganz rechts.

Bei organischen Molekülen (Gerüsten aus Kohlenstoff) werden auch manchmal in der Strukturformel Teile eines Moleküls mit der Summenformel dargestellt. Dabei haben einzelne funktionelle Gruppen eine eigene Schreibweise. Das ist aber eine Besonderheit für die organische Chemie und hier beschäftigen wir uns erstmal damit, wie eine Summenformel allgemein dargestellt wird.

Summenformel herausfinden

Um eine Summenformel herauszufinden, gehst du so vor:

\fcolorbox{white}{grey}{1.}$\fcolorbox{white}{grey}{1.}$ Elementsymbole nach steigender Elektronegativität ordnen

\fcolorbox{white}{grey}{2.}$\fcolorbox{white}{grey}{2.}$ Oxidationszahlen der Elemente herausfinden

\fcolorbox{white}{grey}{3.}$\fcolorbox{white}{grey}{3.}$ Summenformel mit tiefgestellten Zahlen ausgleichen

• bei neutralen Molekülen: Summe aller Oxidationszahlen ergibt 0
• bei geladenen Molekülen: Summe aller Oxidationszahlen ergibt die Ladung

Nachteile der Summenformel

Mit der Summenformel kannst du nur bestimmen, aus welchen Elementen ein Stoff aufgebaut ist und wie oft diese vorkommen.

Du kannst allerdings nicht sagen, wie die Atome im Stoff angeordnet sind und welche Bindungen vorliegen.
Es gibt sogar unterschiedliche Stoffe mit der gleichen Summenformel, aber einer unterschiedlichen Struktur und verschiedenen Eigenschaften.

Summenformel von Wasser bestimmen

Wasser besteht aus den Elementen Sauerstoff und Wasserstoff.

\fcolorbox{white}{grey}{1.}$\fcolorbox{white}{grey}{1.}$ Elementsymbole nach steigender Elektronegativität ordnen

Zuerst musst du die Elektronegativitätswerte der Elemente bestimmen:

\text{EN}_\text{H} = 2,2$\text{EN}_\text{H} = 2,2$

\text{EN}_\text{O} = 3,4$\text{EN}_\text{O} = 3,4$

Da Wasserstoff den geringeren Elektronegativitätswert hat, muss dieses Element ganz links stehen.

Somit haben wir als vorläufige Summenformel:

\text{HO}$\text{HO}$

\fcolorbox{white}{grey}{2.}$\fcolorbox{white}{grey}{2.}$ Oxidationszahlen der Elemente herausfinden

Als nächstes schreibst du die Oxidationszahlen der Elemente auf:

\fcolorbox{white}{grey}{3.}$\fcolorbox{white}{grey}{3.}$ Summenformel mit tiefgestellten Zahlen ausgleichen

Als Letztes musst du die Summenformel ausgleichen. Die Summe aller Oxidationszahlen muss 0 ergeben. Da wir aktuell jedes Element nur ein Mal in der Summenformel haben, multiplizieren wir jede Oxidationszahl mit 1.

Für das Beispiel Wasser ergibt sich:

Damit wir auf die Summe 0 kommen, müssen wir nun die Anzahl der Atome verändern.

Das geht ganz einfach, indem wir das Wasserstoffatom mal 2 nehmen:

Wir erhalten also eine Summe der Oxidationszahlen von 0, wenn in der Summenformel zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom vorkommen.

Diese Anzahlen schreiben wir tiefgestellt hinter das jeweilige Elementsymbol:

Summenformel von Eisen-III-oxid bestimmen

\fcolorbox{white}{grey}{1.}$\fcolorbox{white}{grey}{1.}$ Elementsymbole nach steigender Elektronegativität ordnen

Eisenoxid besteht aus den Elementen Eisen \text{Fe}$\text{Fe}$ und Sauerstoff. Die Elemente haben folgende Elektronegativitätswerte:

\text{EN}_\text{Fe} = 1,8$\text{EN}_\text{Fe} = 1,8$

\text{EN}_\text{O} = 3,4$\text{EN}_\text{O} = 3,4$

Daher steht Eisen in der Summenformel an erster Stelle:

\fcolorbox{white}{grey}{2.}$\fcolorbox{white}{grey}{2.}$ Oxidationszahlen der Elemente herausfinden

Es gibt verschiedene Eisenoxide. Um sie auseinanderhalten zu können, werden die Namen mit einer Zahl versehen. Diese Zahl gibt die Oxidationszahl von Eisen an.

Somit erhalten wir die folgenden Oxidationszahlen:

\fcolorbox{white}{grey}{3.}$\fcolorbox{white}{grey}{3.}$ Summenformel mit tiefgestellten Zahlen ausgleichen

Die Summe der Oxidationszahlen ist in diesem Beispiel \text{+I}$\text{+I}$. Also musst du noch ausgleichen:

Nun müssen die Faktoren nur noch als tiefgestellte Zahlen hinter die jeweiligen Elementsymbole geschrieben werden: