Was ist die Kreuzmethode?
Die Kreuzmethode ist ein Weg, um die chemische Formel von Verbindungen unter Verwendung der Wertigkeit der Atome zu bestimmen. Atome haben einen zentralen Kern aus Protonen und Neutronen, wobei Elektronenschichten den Kern in Schichten umgeben, die als Hüllen bezeichnet werden. Die äußerste Schale kann zu viele oder zu wenige Elektronen enthalten, was durch eine positive oder negative Valenzzahl beschrieben wird. Verbindungen entstehen durch Austausch dieser Elektronen in Reaktionen, die als Ionenbindung bezeichnet werden, wobei die Elektronen zwischen zwei oder mehr Atomen geteilt werden.
Wenn sich ein Atom mit zwei zusätzlichen Elektronen mit einem anderen Atom verbindet, das ein Elektron weniger enthält, werden zwei des zweiten Atoms benötigt, um die Verbindung zu bilden. Silizium enthält zwei zusätzliche Elektronen in seiner äußeren Hülle, während Sauerstoff ein Elektron kurz vor einer vollen Hülle enthält. Die Ionenformel für die beiden Atome wäre Si +2 und O −1 , was die Ionenvalenz für jedes zeigt.
Unter Verwendung der Kreuzmethode kann die resultierende Verbindung geschrieben werden, indem die Wertigkeit jedes Atoms auf das andere übertragen und als Index geschrieben wird. Das Molekül, das sich aus der Kombination von Silizium und Sauerstoff ergibt, ist Siliziumdioxid oder SiO 2 . Die +2-Wertigkeit des Siliciumatoms wird zum Sauerstoff gekreuzt, und die -1 wird zum Silicium übertragen oder gekreuzt. Das Überschreiten der Valenzen zwischen den beiden Atomen bei der Beschreibung des Moleküls führte zur Kreuzmethode.
Die Reaktion der beiden Atome eliminiert jegliche Elektronenladung, da sich die Atome in den Verhältnissen vereinigen, die erforderlich sind, um alle überschüssigen Elektronen zu verwenden. Bei einer ausgeglichenen Anzahl von Elektronen wird die Valenz als Null betrachtet, und in einer Molekülformel wird kein Plus- oder Minuszeichen verwendet. Ionenmoleküle neigen dazu, sehr stabil zu sein, da die Elektronen zwischen den Atomen geteilt werden und eine sehr starke chemische Bindung eingehen.
Ein Prozess namens Reduktion wird verwendet, um den richtigen molekularen Namen zu erstellen, wenn die Ionenvalenzen ein Vielfaches kleinerer Zahlen sind. Barium und Sauerstoff können sich zu Bariumoxid verbinden, wobei jedes der Atome eine Valenz von zwei enthält. Unter Verwendung der Kreuzmethode würde die Valenz von 2 mit dem Atomnamen des anderen Atoms gekreuzt, was zu einem Molekül mit dem Namen Ba 2 O 2 führen würde . Die Indizes können durch 2 geteilt werden, sodass das richtige Molekül BaO ist und die Valenzen auf das erforderliche Minimum reduziert wurden.
Die Kreuzmethode funktioniert auch, wenn die Moleküle aus komplexeren Gruppen wie Zinkacetat bestehen. Zink (Zn) mit einer Wertigkeit von +2 kann sich chemisch mit einem Acetatmolekül (C 2 H 3 O 2 ) mit einer Wertigkeit von −1 verbinden. Die Methode vertauscht die beiden Valenzen, um zu zeigen, dass sich ein Zinkatom mit zwei Acetatmolekülen zu Zn (C 2 H 3 O 2 ) 2 verbindet . Solange das Molekül eine bekannte Wertigkeit hat, kann die Kreuzmethode verwendet werden, um die korrekte Molekülstruktur jeder Verbindung zu bestimmen.