Ich checke das mit den Reaktionsgleichungen/Formeln in Chemie nicht?

Question

Also nehmen wir mal so ein Beispiel wie Galliumoxid. In der Aufgabe von einem chemietest den wir zurückbekommen haben (hab ne sechs, also ist das wirklich dringend) sollte man das jetzt in so eine Formel umschreiben.
Was ich hingeschrieben habe: GaO2 (also die zwei als Index)
Aber die richtige Antwort darauf ist: Ga2O3
Woher weiß man bitte welche Zahlen da unten stehen?! Ich hab mir alles nochmal durchgelesen, mir erklärvideos angeschaut aber ich habe nirgendwo im internet genau das gefunden womit ich probleme habe!
Noch ein Beispiel: Kaliumnitrat
Was ich hingeschrieben habe: K4N
Was die richtige Antwort ist: KNO3
Und EINE Aufgabe hatte ich richtig, Strontiumcarbonat:
SrCO4
Was hab ich da richtig gemacht was ich bei den anderen falsch gemacht hab?!
Kann mir das jemand erklären? Bitte? Wir schreiben bald eine Kurzarbeit!

JenerDerBleibt · Accepted Answer

Und EINE Aufgabe hatte ich richtig, Strontiumcarbonat: SrPO₄

Bezweifle ich. SrPO₄ wäre Strontiumphosphat (aber die Formel stimmt nicht mal, richtig wäre Sr₃(PO₄)₂). Carbonat wäre SrCO₃.

Fangen wir mal ganz grundlegend an, woher diese Zahlen kommen: Zahlen im Index sagen dir wie viele Atome eines Elements in einem Molekül (oder bei Salzen das Verhältnis) enthalten sind. Soll heißen: Ein Molekül Methan CH₄ besteht aus einem C-Atom und 4 H-Atomen.

Um die Zahlen herauszufinden, muss man wissen, wie das Periodensystem funktioniert. Ganz grundlegend gilt da folgendes. Die Elemente der Hauptgruppen 1-3 geben Elektronen ab und werden zu Kationen (also positiv geladenen Ionen). Dabei steht die Hauptgruppennummer für die Anzahl der Elektronen, die die Elemente abgeben. Kalium in der ersten Hauptgruppe gibt also ein Elektron ab und wird zu K⁺. Analog gibt Calcium 2 Elektronen ab und wird zu Ca²⁺.

Für die Elemente der Hauptgruppen 5-7 dreht sich das um. Die nehmen Elektronen auf und werden zu Anionen (also negativ geladenen Ionen). Dabei gilt dann: 8 - Hauptgruppennummer ist die Anzahl der Elektronen, die aufgenommen werden. Also Fluor nimmt eines auf und wird zu F^-.

Damit kannst du dann die Indices ermitteln. Nehmen wir mal dein Galliumoxid als Beispiel. Gallium steht in der 3. Hauptgruppe, gibt also 3 Elektronen ab (Ga³⁺). Sauerstoff in der 6. Hauptgruppe nimmt 2 auf (O^2-). Damit das jetzt als Verbindung funktioniert, müssen sich die positiven und negativen Ladungen ausgleichen. Du musst also schauen, wie viele Ga und O due brauchst, um auf eine Ladung von 0 zu kommen. Das wären dann 2 Ga und 3 O, da: 2*(+3) + 3*(-2) = 0.

Galliumoxid hat also die Formel Ga₂O₃.

Dann gibt es noch Molekülionen. Die sind für deine anderen Aufgaben wichtig. Die kannst du dir so ganz ohne Grundlagen nicht so einfach aus dem PSE erschließen. Das heißt, du lernst sie entweder auswendig oder weißt, wo sie herkommen. Die Namen musst du aber auf jeden Fall kennen:

Das Nitrat oder Nitration kommt von der Salpetersäure (HNO₃). Diese hat ihr Proton (H⁺) abgegeben und übrig bleibt das Nitrat-Anion NO₃^-.

Genauso funktioniert das mit den anderen: Sulfat SO₄^2- kommt von der Schwefelsäure H₂SO₄. Phosphat PO₄^3- von der Phosphorsäure H₃PO₄. Carbonat CO₃^2- von der Kohlensäure H₂CO₃.

Diese musst du dann wieder mit den Kationen kombinieren wie oben beschrieben. Beim Strontiumcarbonat musst du also Sr²⁺ und CO₃^2- verbinden. Da sich die Ladungen genau ausgleichen, brauchst du jeweils nur eins von jedem und damit keine Idices. Strontiumcarbonat ist also SrCO₃

DedeM · Answer

Moin,
du hast es hier mit Verhältnisformeln von (anorganischen) Ionenverbindungen zu tun.
In Ionenverbindungen kommen Ionen vor (wie der Name ja schon deutlich aussagt).
Das bedeutet für dich, dass du entweder lernen musst, wie man sich die Ladungen von Einzelionen aus dem Periodensystem herleitet oder bei zusammengesetzten Ionen Referenzverbindungen (in der Regel Säuren) kennst, mit deren Hilfe du die Ladungen der Ionen herausfinden kannst.
Ich könnte dir das auch alles lang und breit erklären, so dass du es bestimmt verstehen würdest. Aber das wäre viiieeel Text.
Oder du lernst die Ionen mit ihren Ladungen zunächst einfach einmal auswendig. Ich fürchte, das ist für dich der einfachere Weg... Es hört sich auch schlimmer an, als es ist, denn die Liste von den Ionen, die erfahrungsgemäß in der Schule vorkommen, ist nur mäßig lang.
Ich zähle sie dir mal auf (fett markiert sind die Ionen, die besonders häufig vorkommen):
Kationen (positiv geladene Ionen)
a) Einfache Kationen (Hauptgruppenelemente)

Lithium: Li+
 Natrium: Na+
 Kalium: K+
 Rubidium: Rb+
 Cäsium: Cs+
 Beryllium: Be2+
 Magnesium: Mg2+
 Calcium: Ca2+
 Strontium: Sr2+
 Barium: Ba2+
 Aluminium: Al3+
 Gallium: Ga3+

b) Einfache Kationen (Nebengruppenelemente)

Silber: Ag+
 Kupfer: Cu+ oder Cu2+
 Mangan: Mn2+
 Nickel: Ni2+
 Zink: Zn2+
 Quecksilber: Hg2+
 Eisen: Fe2+ oder Fe3+
 Gold: Au3+

c) Zusammengesetzte Kationen

Ammoniumion: NH4+
 Oxoniumion: H3O+

Das sind gerade einmal 24 Kationen (und 15 wirklich häufiger vorkommende) zum Auswendiglernen...
Anionen (negativ geladene Ionen)
a) Einfache Anionen

Fluorid: F–
 Chlorid: Cl–
 Bromid: Br–
 Iodid: I–
 Oxid: O2–
 Sulfid: S2–
 Nitrid: N3–
 Phosphid: P3–

b) Zusammengesetzte Anionen:

Hydroxid: OH–
 Nitrat: HNO3–
 Hypochlorit: ClO–
 Chlorit: ClO2–
 Chlorat: ClO3–
 Perchlorat: ClO4–
 Hydrogencarbonat: HCO3–
 Hydrogensulfit: HSO3–
 Hydrogensulfat: HSO4–
 Dihydrogenphosphat: H2PO4–
 Carbonat: CO32–
 Sulfit: SO32–
 Sulfat: SO42–
 Hydrogenphosphat: HPO42–
 Phosphat: PO43–

c) Sonstige zusammengesetzte Anionen:

Permanganat: MnO4–
 Chromat: CrO42–
 Dichromat: Cr2O72–

Und dazu kommen dann noch 27 Anionen (mit 18 wirklich häufiger vorkommenden). Also gut 50 Ionen. Die kann man doch auswendig mit Namen und Formel kennen, oder?
Tja, und wenn du dann diese Liste auswendig kannst (oder die Prinzipien dahinter gelernt hast), dann geht es bei einer Verhältnisformel nur noch darum, von den entgegengesetzt geladenen Ionensorten (Kation und Anion) so viele zu nehmen, dass von den Ionenladungen keine unausgeglichen übrig bleibt.
Eines deiner Beispiele war Galliumoxid.Darin sind einerseits Gallium-Kationen enthalten (Ga3+), andererseits Oxid-Anionen (O2–). Das heißt du hast Ionen mit der Ladung 3+ und solche mit der Ladung 2– zur Verfügung. Darum suchst du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von 3 und 2, also die kleinstmögliche Zahl, in die sowohl die 3 als auch die 2 glatt hinein passen.
Das kgV von 3 und 2 ist 6.
Darum brauchst du 2 x Ga3+ und 3 x O2–, denn dann ergänzen sich die Ladungen zur Gesamtladung 0 (ungeladen): (2 x 3+) + (3 x 2–) = 0.Und darum ist dann die Verhältnisformel von Galliumoxid
Ga2O3
verstehst du?!
Im anderen Beispiel Kaliumnitrat hast du folgende Ionen enthalten:
K+ und NO3–.
Hier gleichen sich die beiden Ionenladungen gegenseitig aus, wenn du von beiden Ionensorten jeweils nur eins nimmst. Darum lautet die Formel von Kaliumnitrat simpel
KNO3
Alles klar?
Machen wir noch ein komplizierteres Beispiel: Aluminiumhydrogenphosphat...
Darin sind folgende Ionen enthalten: Das Aluminium-Kation Al3+ und das Hydrogenphosphat-Anion HPO42–.
Wieder hast du es mit einem 3+-Ion und einem 2– -Ion zu tun. Natürlich ist auch hier das kgV wieder 6. Also brauchst du vom Aluminium-Kation zwei (um auf 6 Plusladungen zu kommen) und vom Hydrogenphosphat-Anion brauchst du drei (um 6 Minusladungen zu erreichen).
Dann lautet die Formel von Aluminiumhydrogenphosphat Al2(HPO4)3.
Beachte, dass das Hydrogenphosphat-Anion HPO42– in Klammern gesetzt werden muss und dass du hinter die Klammer die Index-3 schreibst, weil sich ein Index ja bekanntermaßen nur auf das bezieht, was unmittelbar vor ihm steht.
Wenn du stattdessen „Al2HPO4 3” schreiben würdest, dann würde sich die Index-3 nur auf das direkt vor ihr stehende beziehen, und das wäre das O4. Es würde also nur der viermal vorhandene Sauerstoff verdreifacht werden. Aber das willst du ja nicht ausdrücken. Du willst sicherstellen, dass das gesamte Hydrogenphosphat-Anion dreimal vorkommen soll. Deshalb setzt du das Anion in Klammern und fügst hinter die Klammer die Index-3 zu...
LG von der Waterkant

myotis · Answer

Der @bleibende hat es schon hervorragend erklärt...
...für den Anfang vllt. nochmal ein paar Hauptpunkte...

Was du beschreibst sind nur die chemische Schreibweise von Verbindungen in Formeln, noch keine Formeln
 Eine Formel wäre z. B. 2 H2 + O2 = 2 H20
 Sowohl in der ganzen Formel als auch innerhalb der Moleküle müssen die Summen passen
 In Formeln links und rechts die selben Anzahlen bei allen Elementen, im Beispiel je 4 H und 2 O
 Bei Molekülen (und auch insgesamt links + rechts in der Formel) muss die Zahl der Ladungen passen...
 Dazu isses am einfachsten, sich einfach zu merken, dass Wasserstoff in Molekülen immer H+ ist und Sauerstoff immer O2-
 Es gibt ein paar Fregger, die da auch mal Wechsel (Eisen z. B. gibt es als Fe2+ und Fe3+ ...) aber die häufigen kann man sich merken...
 ...und Endungen wie Carbonat - immer CO3(2+) - oder Phosphat - immer PO4(3-) - oder Nitrat - immer NO3(-) ...
 KN4 kann nie rauskommen, da beide Elemente positiv geladene Ionen bilden (K+ und Stickstoff unterschiedlich N2+ bis N5+ ...)
 Eine Verbindung nur mit N ist aber ein Nitrid und kein Nitrat = NO3(-) und kein Nitrit = NO2(-)

ChemLuis · Answer

Gallium ist halt einfach dreiwertig, Sauerstoff zweiwertig, das muss ausgeglichen sein. Daraus folgt Ga₂O₃.

Kaliumnitrat ist KNO₃, wieso? NO₃⁻ ist einfach das Nitrat-Ion, Nitrat ist also eine Bezeichnung für ein Anion dieser spezifischen Zusammensetzung. Mit Kaliumnitrat meint man also ein Salz, mit Kalium als Kation und dem Nitrat-Ion als Anion.

Strontiumcarbonat hast du ganz sicher nicht richtig, da Carbonat ein CO₃²⁻ Ion ist, Strontiumcarbonat wäre also SrCO₃, du hast Strontiumphosphat hingeschrieben, das nichtmal richtig, Strontiumphosphat wäre Sr₃(PO₄)₂. Auch hier sind Carbonat und Phosphat wieder spezielle Bezeichnungen für spezielle Ionen einer festgelegten Zusammensetzung.

Letztenendes muss die Ladung genau ausgeglichen sein, dafür musst du sorgen, indem du die Zusammensetzung so wählst, dass die Anzahl an positiven und negativen Ladungen gleich ist, die Summe aller Ladungen also 0 ergibt.

Spikeman197 · Answer

Sogar das Strontiumcarbonat ist falsch! SrCO3 wäre richtig! Du hast Phosphat. DAS wäre aber Sr3(PO4)2

Ich checke das mit den Reaktionsgleichungen/Formeln in Chemie nicht?

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