H2O
Die Stoffebene beschreibt die makroskopischen Eigenschaften eines Stoffes, wie Farbe, Aggregatzustand oder Löslichkeit, die mit den Sinnen oder Messgeräten wahrnehmbar sind.
Die Teilchenebene erklärt chemische Vorgänge durch die Bewegung, Anordnung und Wechselwirkung kleinster Teilchen wie Atome, Moleküle oder Ionen.
Die Symbolebene stellt chemische Sachverhalte mithilfe von chemischen Formeln, Reaktionsgleichungen und Symbolen dar, um Stoffe und Reaktionen abstrakt zu beschreiben.
Alle Beobachtungen werden auf der Stoffebene gemacht, da nur hier makroskopische Eigenschaften eine Rolle spielen. Aus den Beobachtungen lässt sich oft eine Wortgleichung formulieren (siehe Beispiel unten). Diese Ebene ist die einzige, auf der Beobachtungen gemacht werden können.
Auf der Teilchenebene (ob nun im klassischen Teilchenmodell von Demokrit oder in moderneren Atommodellen) werden die Beobachtungen der Stoffebene durch Strukturen und Wechselwirkungen erklärbar.
Die Symbolebene ist die abstrakteste Ebene: Sämtliche Informationen werden durch Formeln dargestellt, die standardisiert und international verständlich sind.
Auch die Wortgleichung ist noch nicht international verständlich - es wird also eine Schreibweise benötigt, die nicht an eine Sprache gebunden ist. Hier hat sich eine Formelschreibweise durchgesetzt, die auf den Elementsymbolen des Periodensystems aufbaut (falls Du sie schon kennst: ähnlich den Lewis-Formeln). Ergänzend werden in dieser Schreibweise arabische Zahlen (vorangestellt in normaler Größe oder nachgestellt als kleiner Index) verwendet, um Anzahlen und Verhältnisse abzubilden.
Anhand der Tabelle auf der nächsten Seite werden wir die verschiedenen Optionen erarbeiten. Fülle die Tabelle aus, während wir sie besprechen und notiere eventuelle Fragen und Verständnisprobleme, damit wir sie im Nachgang klären können.
Wir starten mit der Analyse einiger Beispiele; Regeln werden am Ende formuliert.
Formelbeispiel
Bedeutung
Mg
2 Mg
O2
CO
CO2
2 CO2
In welchem Zahlenverhältnis Zink- und Schwefelatome in Zinksulfid vorkommen, kannst Du noch nicht ermitteln. Gehe daher von einem 1:1-Verhältnis aus.
Das Ergebnis der Umwandlung in Aufgabe 5 wird als Reaktionsschema bezeichnet. Dabei werden alle Namen aus der Wortgleichung in chemische Formeln überführt. Wenn dabei Indices notwendig sind (wie beispielsweise in H2O), werden diese ermittelt/übernommen und in eventuellen weiteren Schritten nicht mehr verändert.
Chemische Grundgesetze
wie die Massenerhaltung gelten auch bei der Aufstellung von Reaktionsgleichungen. Diese müssen so ausgeglichen werden, dass keine Teilchen entstehen oder vernichtet werden. Das ist dann der Fall, wenn jede Atomsorte auf den beiden Seiten der Gleichung gleich oft vorkommt. Dazu dürfen die Koeffizienten (aber nicht die Indices) angepasst werden.
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