Was ist eine Summenformel?
Die Summenformel ist eine Notation, die zur Beschreibung der Zusammensetzung eines Stoffes verwendet wird. Die meisten Formeln sind so geschrieben, dass sie auch Details zur Bindungsstruktur des Materials enthalten. Eine verwandte Notation enthält empirische Formeln. Einige Materialien können durch die Verwendung von Molekularformeln nicht genau dargestellt werden.
Materie besteht aus Atomen, der kleinsten Masse, die bei Unterteilung chemische Eigenschaften beibehält. Atome verbinden sich auf unterschiedliche Weise zu Molekülen. Eine Molekülformel repräsentiert die Elementzusammensetzung eines Moleküls.
Die Summenformel von Wasser lautet H 2 O. Die Zahl zwei gibt zwei Wasserstoffatome im Molekül an. Das O erscheint ohne eine Zahl, was ein Sauerstoffatom bedeutet. Je nach Text werden die Ziffern möglicherweise ohne Index geschrieben. Handgeschriebene Formeln verwenden immer den Index.
Propan ist ein Bestandteil von Erdgas. Dieser Kohlenwasserstoff hat drei Kohlenstoffatome mit linearen Bindungen, die eine gerade Kette bilden. Die Kohlenstoffkette ist von acht Wasserstoffmolekülen umgeben. Die Summenformel lautet C 3 H 8 . Während des Raffinationsprozesses reagiert etwas Propan unter Bildung von Cyclopropan. Cyclopropan ist ein dreieckiges Molekül, das wiederum von sechs Wasserstoffatomen mit der Summenformel C 3 H 6 umgeben ist .
Bei der Herstellung des Cyclopropans ging ein Wasserstoffmolekül, H 2 , verloren. Andere Reaktionen waren möglich, einschließlich des Verlusts eines Wasserstoffmoleküls zwischen zwei der drei Kohlenstoffe. Propen, das eine Doppelbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kohlenstoffatom aufweist, hat auch die Summenformel C 3 H 6 . Während die Formel von C 3 H 8 Propan sein muss, reicht C 3 H 6 nicht aus, um die Verbindung zu identifizieren.
Die empirische Formel wird als kleinste Wiederholungseinheit eines Moleküls geschrieben. Die Notation erfordert, dass die Indizes in der Formel positive ganze Zahlen sind. Die molekularen und empirischen Formeln für Glucose sind C 6 H 12 O 6 bzw. CH 2 O. In diesem Fall werden sechs empirische Formeln von Glucose benötigt, um das Molekül aufzubauen. Empirische Formeln können als der kleinste gemeinsame Nenner angesehen werden.
Molekülformeln werden verwendet, um die Molekulargewichte von Materialien zu berechnen, die wiederum die Werte liefern, um die Anzahl von Molekülen oder Ionen zu bestimmen, die in einer gegebenen Materialmasse vorhanden sind. Diese Berechnungen werden benötigt, um die Ergebnisse einer Reaktion zu bewerten oder eine Lösung mit bekannter Konzentration herzustellen. Molekülformeln sind kein direktes Maß für Dichte, Masse oder Seinszustand.
Sowohl natürliche als auch synthetische Makromoleküle lassen sich nur schwer durch ihre Molekülformeln charakterisieren. Diese langkettigen Moleküle haben häufig Verzweigungspunkte mit eigenen langen Ketten. Typischerweise wird das Monomer oder die Ausgangschemikalie, von der das Polymer abgeleitet ist, als pseudomolekulare Formel verwendet. Polyethylen wird hergestellt, indem ein Wasserstoffmolekül aus Ethan entfernt wird, um Ethan zu bilden, das dann polymerisiert. Es hat eine Wiederholungseinheit von (CH 2 ) n, wobei n eine unbekannte, aber große Zahl darstellt.