Chemie Strukturformelschreibweise?
Ich brauche Hilfe und zwar schreibe ich nach den Ferien einen Test in Chemie. Und ich verstehe nicht wie man (Kalilauge und Salzsäure) und (Kalkwasser und Salzsäure) in Strukturformelschreibweise aufschreibt...? Weiß das jemand wäre sehr nett mit Erklärung...
Danke im Voraus
4 Antworten
Moin,
tja, das kannst du ohne Erfahrung auch nicht aus den von dir genannten Bezeichnungen ersehen, weil du durchweg sogenannte Trivialnamen benutzt hast. Trivialnamen sind umgangssprachliche Bezeichnungen für Stoffe, die oft so benutzt werden, die aber kaum einen oder sogar gar keinen Bezug zur chemischen Natur der bezeichneten Stoffe haben. Es gibt eine Vereinigung von Chemikern und Chemikerinnen, die sich damit beschäftigen, wie chemische Stoffe systematisch zu bezeichnen sind, damit jeder Mensch auf der Welt weiß, wovon ein anderer spricht, wenn es um chemische Stoffe geht. Diese Organisation nennt sich IUPAC. Sie hat für die systematische Benennung von chemischen Stoffen bestimmte Regeln aufgestellt. Du siehst, ums Lernen kommst du also so oder so nicht drum herum. Wie auch immer, bei vielen IUPAC-Namen kannst du an der Bezeichnung ersehen (oder zumindest erahnen), wie die Formel dazu aussieht. Andererseits "erlaubt" die IUPAC manchmal auch die Benutzung von bestimmten Trivialnamen, weil man das aus den jeweiligen Sprachen ohnehin nicht herausbekäme, so dass es sinnlos wäre, die IUPAC-Empfehlung durchsetzen zu wollen. So wird bei uns zum Beispiel für die Formel H2O die Bezeichnung "Wasser" benutzt. Die IUPAC-Benennung ("Oxidan") ist da auch nicht viel hilfreicher, jedenfalls nicht, wenn man nicht die Regeln kennt, die zu dieser Benennung führt. Hilfreicher ist da schon die chemische Bezeichnung "Dihydrogenmonoxid", weil man daran immerhin erkennt, dass zwei ("di-") Wasserstoffe ("hydrogen-" von der lateinischen Bezeichnung für Wasserstoff - "Hydrogenium") und einmal ("mono-") Sauerstoff ("oxid" von der lateinischen Bezeichnung für dieses Element - "Oxigenium") darin enthalten sind.
Mir ist schon klar, dass ihr die von dir geposteten Namen so bekommen habt oder vielleicht auch immer so anwendet, aber dann bleibt die nichts weiter übrig, als die Formeln der genannten Stoffe zunächst einmal auswendig zu lernen. Wenn du das kannst, dann kannst du auch die "Srukturformelschreibweise" (zumindest zum Teil) darauf anwenden.
Okay, fangen wir mit den Namen und Formeln der Substanzen an:
"Kalilauge" ist der Trivialname für Kaliumhydroxid, das in Wasser gelöst ist. Kaliumhydroxid ist eine salzartige Ionenverbindung (also unter normalen Bedingungen ein Feststoff). Und wenn man dieses "Salz" in Wasser löst, erhält man eine Lösung, die basische (alkalische) Eigenschaften hat. Immer wenn man eine Base in Wasser löst, erhält man eine solche basische (alkalische) Lösung, die man als "Lauge" bezeichnet (merk dir: Lauge = Base, die in Wasser gelöst ist).
Die Bezeichnung "Kaliumhydroxid" verrät dir nun wiederum, dass diese Substanz aus Kalium-Kationen und Hydroxid-Anionen aufgebaut ist. Zugegeben, das weiß man auch nur, wenn man sich chemisch ein bisschen auskennt. An allen Ecken und Enden kommt man ums Lernen nicht drum herum...
Okay, Kalium-Kationen haben in der chemischen Symbolsprache die Bezeichnung K^+ ("ka-plus"). Und Hydroxid-Anionen sehen in dieser Symbolsprache folgendermaßen aus: OH^– ("oha-minus"). Tja, und da das eine Ion einfach positiv und das andere einfach negativ geladen ist, brauchst du von beiden jeweils eins, um die Verhältnisformel
KOH
für das Kaliumhydroxid aufzustellen. Da du nun bereits weißt, dass das aber nur die Base ist und daraus erst eine Lauge wird, wenn man den Stoff in Wasser löst, hast du zwei Möglichkeiten, das formeltechnisch auszudrücken. Entweder
KOH (aq),
wobei das "aq" für "in Wasser gelöst" oder "wässrige Lösung" steht. Oder du schreibst die einzelnen Ionen auf
K^+ (aq) + OH^– (aq)
Salzsäure ist nun wiederum der Trivialname für Chlorwasserstoff (Hydrogenchlorid), das in Wasser gelöst wurde. Ohne das Wasser ist diese Substanz unter normalen Bedingungen gasförmig. Die Formel sieht so aus:
HCl
Wenn du das in einer Struktur- oder Lewisformel ausdrücken sollst, dann sähe das folgendermaßen aus:
H–Cl,
wobei das Cl-Symbol noch von drei Strichen (freien, nichtbindenden Elektronenpaaren) umrahmt ist. Der Strich zwischen dem "H" und dem "Cl" ist ebenfalls ein Elektronenpaar, aber diesmal ein bindendes, weil es das Wasserstoffatom und das Chloratom miteinander verbindet.
In Wasser spaltet das Wasserstoffatom als Proton (H^+) ab und lagert sich an ein Wassermolekül an. Zurück bleibt ein Chlorid-Anion, das dann von vier freien Elektronenpaaren (Strichen) eingerahmt wird. Beide Ionen sind von einer Wasserhülle umgeben:
HCl (g) + H2O (l) ---> H3O^+ (aq) + Cl^– (aq)
Und wenn du nun beide Lösungen (die Kalilauge und die Salzsäure) zusammengibst, reagieren beide Stoffe miteinander zu dem im Wasser gelösten Kakiumchlorid und Wasser:
KOH (aq) + HCl (aq) ---> KCl (aq) + H2O (l)
oder
K^+ (aq) + OH^– (aq) + H3O^+ (aq) + Cl^– (aq) ---> K^+ (aq) + Cl^– (aq) + 2 H2O (l)
Kalkwasser ist nun wieder der Trivialname für eine Calciumhydroxid-Lösung. Ihre Formel lautet
Ca(OH)2 (aq)
Dementsprechend lautet hier die Reaktionsgleichung
Ca(OH)2 (aq) + 2 HCl (aq) ---> Ca^2+ (aq) + 2 Cl^– (aq) + 2 H2O (l)
oder
Ca^2+ (aq) + 2 OH^– (aq) + 2 H3O^+ (aq) + 2 Cl^– (aq) ---> Ca^2+ (aq) + 2 Cl^– (aq) + 4 H2O (l)
Alles klar bis hierhin?
Wenn du nun noch wissen wolltest, wie man auf die Strukturformel (Lewisformel) von "Salzsäure" (Chlorwasserstoff; Hydrogenchlorid) kommt, das geht so:
Wasserstoff steht im Periodensystem der Elemente (PSE) in der 1. Hauptgruppe (HG). Bei den Hauptgruppenelementen (aber nur bei diesen!) kann man an der Zahl der Hauptgruppe erkennen, wie viele Außenelektronen (= Valenzelektronen) ein Atom des betreffenden Elements hat. Erste Hauptgruppe heißt demnach, dass Wasserstoffatome ein Valenzelektron haben.
Auch Chlor ist ein Hauptgruppenelement. Es steht in der 7. HG des PSE. Siebente Hauptgruppe heißt 7 Valenzelektronen.
Um nun auf die Lewisformel (Strukturformel) eines Moleküls zu kommen, das aus Wasserstoff und Chlor besteht, malst du von beiden Elementen zunächst ein Symbol hin:
H
Cl
Nun verteilst du die jeweiligen Valenzelektronen so um die Elementsymbole, dass zunächst jeweils ein Elektron (dargestellt durch einen Punkt) vor dem Symbol, hinter dem Symbol, über dem Symbol und unter dem Symbol landet. Beim Wasserstoff ist das insofern leicht, weil er nur ein Valenzelektron hat, das du verteilen musst. Du kannst dir deshalb aussuchen, ob du das einzige Valenzelektron als Punkt vor das H-Symbol, hinter das H-Symbol, über das H-Symbol oder unter das H-Symbol hinmalst.
H•
Beim Chlor musst du 7 Valenzelektronen um das Elementsymbol verteilen. Wie gesagt, kommen zunächst vier dieser sieben Valenzelektronen um das Symbol:
•
•Cl•
•
Doch nun müssen ja noch drei weitere Elektronen verteilt werden. Darum kannst du nun zu drei der vier bereits verteilten Elektronen ein weiteres hinzugesellen. Dann enstehen an drei Seiten des Symbols Doppelpunkte. Immer wenn solche Doppelpunkte entstehen, kannst du sie zu einem Strich vereinen (die Striche stellen also Elektronenpaare dar):
_
•Cl I
¯
Nun haben also sowohl das Wasserstoffatom als auch das Chloratom jeweils ein ungepaartes Elektron. Für die Fertigstellung der Lewis-Formel musst du nun nur noch alle ungepaarten Elektronen zu bindenden Elektronenpaaren vereinen. Kein einzelnes (ungepaartes) Elektron darf dabei übrig bleiben. Wenn es nicht mit jeweils einem Atom jedes Elements aufgeht, malst du so viele weitere Atome eines oder aller Elemente hinzu, bis es aufgeht.
Im Falle des Chlorwasserstoff-Moleküls brauchst du das nicht, weil beide Atomsorten jeweils nur ein ungepaartes Elektron besitzen, das sich zu einem bindenden Elektronenpaar vereinigen lässt:
_ _
H• + •Cl I ---> H–Cl I
¯ ¯
Wahrscheinlich werden die oberen und unteren (nichtbindenden) Elektronenpaare am Chloratom durch dieses Textverarbeitungsprogramm nicht ordnungsgemäß platziert, sondern verschoben. Stell sie dir jeweils ober- und unterhalb des Symbols für Chlor vor...
Alles klar?
LG von der Waterkant
Was genau willst du jetzt wissen?
Was du da aufgezählt hast sind alles wässrige Lösungen von Salzen (bis auf HCl, aber folgendes gilt dafür auch). Das heißt die Verbindungen zerfallen in ihre Ionen.
Kalilauge ist eine wässrige Lösung von Kaliumhydroxid (KOH) in Wasser. Wasserfreies KOH ist aus K+ und OH- Ionen aufgebaut, die sich in einem Kristallgitter befinden. Beim Lösen in Wasser bricht dieses Gitter auf und die Ionen schwimmen einzeln im Wasser herum. Da gibts also weder mit noch ohne Wasser eine richtige Strukturformel.
Das gleiche gilt für Kalkwasser, was nichts anderes als eine wässrige Calciumhydroxid-Lösung ist, also Ca(OH)2 in Wasser. Auch das bildet ohne Wasser ein Kristallgitter, was beim Auflösen zerbricht. (Wie bei KOH)
Salzsäure ist eine wässrige HCl-Lösung. HCl ist im wasserfreien Zustand ein Gas, dessen Strukturformel einfach H-Cl ist. In Wasser gelöst, also als Salzsäure, gilt das gleiche wie bei den anderen beiden Verbindungen, es zerfällt in Ionen. H+ und Cl- (der Richtigkeit halber muss man sagen, dass sich das H+ mit einem H2O zu H3O+ verbindet).
Zumindest für die Schule kann man sagen, dass sowas bei den allermeisten Verbindungen passiert, die Alkali- oder Erdalkalimetalle beinhalten. Gerade wenn diese in einer Verbindung mit OH (so wie hier) oder Halogenen vorliegen.
Also ich brauch die Strukturformel von Kalilauge und Salzsäure und die Strukturformel von Kalkwasser und Salzsäure... ( Strukturformelschreibweise ist das mit Strichen | H | )
So, ich hab jetzt nochmal ne neue Antwort geschrieben, weil ich das Bild nicht in einen Kommentar einfügen kann. Ich hab dir das mal aufgezeichnet. Die Doppelpunkte um die Atome sind immer ein freies Elektronenpaar (die "Striche", die du meintest :D).
Dabei ist das in der dritten Spalte die Form in der die Verbindungen im Wasser vorliegen. KOH in Wasser ist die Kalilauge, Ca(OH)2 in Wasser ist das Kalkwasser und HCl in Wasser ist die Salzsäure, also das was du wolltest.
Wie das mit den Strukturformeln funktioniert hat DedeM ja schon super ausfürhlich beschrieben. Das hier ist jetzt die Zeichnung, hoffentlich ohne verrutschte Strukturformeln.
Strukturformeln sind bei organischen Molekülen sinnvoll, nicht aber bei den von dir genannten Stoffen. Vermutlich brauchst du nur die Formel der Stoffe. Die von dir genannten Stoffe liegen in wässriger Lösung als Ionen vor, wobei es zu Säure-Base-Reaktionen (Protolysen) kommt. Dabei gibt H3O+ (Oxonium-Ion) ein H+ ab, das von den OH- Ionen aufgenommen wird (+ und - ziehen sich an), wobei dann Wasser H2O entsteht.
Wässrige Lösungen von:
Salzsäure: H3O+ / Cl-
Kalilauge: K+ / OH-
Kalkwasser: Ca2+ / 2 OH-