Anorganische Chemie ist eine frei verfügbare Einführung in die anorganische Chemie. Details zum Buch finden Sie im Editorial....


Atome und Moleküle

Autor: Hans Lohninger

Machen wir ein einfaches Gedankenexperiment: Angenommen wir haben 1 g Gold in Händen und teilen dieses Gold in zwei Hälften. Teilt man eine Hälfte wieder in zwei Hälften und wiederholt das oft genug, so werden die erhaltenen Gold-Partikel immer kleiner. Dabei stellt sich die Frage, ob man dieses Teilen beliebig oft fortsetzen kann. Würde man diese Beispiel exakt durchführen (können), so käme man spätestens bei der 71. Teilung an einen Punkt, wo eine weitere Teilung nicht mehr möglich ist, ohne die Art des Materials zu verändern (aus Gold würden dann andere Stoffe). Man nennt dieses letzte, unteilbare Teilchen ein "Atom".

Atome sind invorstellbar klein. Sie sind so klein, dass man sie mit dem freien Auge nicht sehen kann, selbst mit einem Elektronenmikroskop bei Vergößerungen z.B. von 1:100000 ist es unmöglich, Atome zu sehen. Atome sind so klein, dass ein so kleines Stück wie 1 g Gold (ein Würfel mit einer Kantenlänge von 3.7 mm) noch immer 3.06 x 1021 Atome enthält. Würde man alle diese Atome auf Erbsengröße aufblasen, so würde dieser "Goldhaufen" die gesamte Landfläche der Erde mit einer 20 m dicken Schicht überziehen.

Freie, einzelne Atome gibt es in der Natur nur wenige, da die meisten Atome eine starke Tendenz aufweisen, sich mit anderen Atomen zu verbinden. Ein solcher Verbund von Atomen wird "Molekül" genannt und weist gänzlich neue Eigenschaften auf. Moleküle sind die kleinsten Einheiten chemisch reiner Substanzen. Der Unterschied zu Atomen besteht darin, dass man Moleküle mit chemischen Mitteln zerteilen und umbauen kann, Atome aber nicht.

Bei den Molekülen unterscheidet man formal einige Klassen (eine Unterscheidung, die aber wenig Bedeutung hat): zweiatomig, mehratomig, heteroatomig, homoatomig. Zweiatomige Moleküle bestehen eben aus zwei Atomen, Beispiele sind Sauerstoff (O2) oder Kochsalz (NaCl). Mehratomige Moleküle weisen entsprechend mehr als zwei Atome auf (der überwiegende Anteil an Molekülen ist mehratomig). Von heteroatomigen Molekülen spricht man, wenn unterschiedliche Atome zu einer Verbindung beitragen (z.B. Wasser, H2O, oder Kalkstein, CaCO3); im Gegensatz dazu sind homoatomige Moleküle nur aus ein und der selben Atomart aufgebaut (z.B. Schwefel, S8).

Chemische Formeln

Eine chemische Formel(1) gibt die Zusammensetzung eines Moleküls wieder. Dabei werden den Symbolen aller im Molekül vorkommenden Atome Indizes beigefügt, die die Anzahl der jeweiligen Atome angeben. Beispiel: Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, die chemische Formel ist also H2O; oder Speisesoda besteht aus Natrium, Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff, die Formel dafür ist NaHCO3. Die Reihenfolge der Atomsymbole in einer Formel ist nicht beliebig und hängt von der Art der Substanz ab. Bei Salzen wird immer das Kation zuerst angeführt, dann das Anion. Bei organischen Substanzen werden die Elemente in der Reihenfolge C, H, O, N, S, P, sonstige Atome, angeschrieben. Ausnahmen gibt es aber wie bei allen Regeln auch hier mehr als genug.

Wichtig ist noch, dass man die Groß- und Kleinschreibung beachten muss. So sind z.B. die Verbindungen CoCl2 und COCl2 gänzlich unterschiedlich. Bei ersterer Formel handelt es sich um Cobalt(II)chlorid, bei zweiterer um Phosgen, einem sehr giftigen Gas.



(1) Wir sprechen hier von sog. Summenformeln, den einfachsten chemischen Formelschreibweisen. Darüberhinaus gibt es auch noch andere Formeln, wie z.B. Strukturformeln.



Last Update: 2013-08-08