Die Formelsprache in der Chemie

In der Chemie lassen sich die Stoffe (aus mind. zwei Atomarten) in Gemische und Reinstoffe einteilen. Dies muss sich auch in der entsprechenden chemischen Formelsprache bzw. Formelschreibweise wiederfinden. Diese Formel- und Elementschreibweise geht auf den schwedischen Chemiker Berzelius zurück. Die Elementsymbole sind auch heute noch die Grundlage bei der Formulierung von chemischen Reaktionen bzw. chemischen Gleichungen.

Formelsprache und Formelschreibweise in der Chemie

Hauptsächlich spricht man im Alltag und im Anfangsunterricht der Chemie von Elementsymbolen, chemischen Formeln und der chemischen Gleichung. Die Verwendung von Elementsymbolen (als Grundlage der chemischen Fachsprache) geht dabei bis auf das Atommodell von Dalton und die Erstellung des Periodensystems zurück.

Dabei fand der deutsche Chemiker Meyer im 19. Jhd. Stoffe heraus, die nur aus einer einzigen Atomsorte bestehen. Diese Stoffe werden heute als Grundstoffe bzw. Elemente bezeichnet und sind im Periodensystem der Elemente aufgelistet. Inzwischen gibt es mehr als 110 Elemente (im Periodensystem), wobei nur 90 Elemente natürlich vorkommen, die anderen Elemente sind künstlich erzeuge Elemente oder entstehen während des radioaktiven Zerfalls.

Das Elementsymbol
Diese Stoffe bzw. Elemente bilden die Grundlage der chemischen Formelsprache. Jeder dieser Grundstoffe (die nur aus einer einzigen Atomsorte bestehen), werden durch ein Symbol (das sogenannte Elementsymbol) gekennzeichnet. Diese Symbole werden überall auf der Welt verwendet, unabhängig von der jeweiligen Landessprache.

Damit haben wir bereits den wichtigsten Schritt für das Verständnis der chemischen Formelschreibweise kennengelernt. Man kann jedem Grundstoff (= Element) ein Elementsymbol zuweisen und umgekehrt. Die Elementsymbole sind dabei Abkürzungen des (in der Regel) lateinischen oder griechischen Namen des Elementes (das wir auch so aus dem Periodensystem ablesen können). Beispielsweise: “Fe” steht für “Ferrum” (= Eisen). Damit man die Elemente, die durch ihre Elementsymbole gekennzeichnet sind, nicht verwechselt, werden einige Elemente/Atome durch die Verwendung von zwei Buchstaben charakterisiert: Beispiel: Fe = Eisen, F = Fluor (Hinweis: wird ein Element durch zwei Buchstaben beschrieben, wird nur der erste Buchstabe “groß” geschrieben).

Verwenden wir ein Elementsymbol, können wir in der Chemie drei verschiedene Sachverhalte ausdrücken:

• Zum einen können wir das Element (den Grundstoff) an sich bezeichnen: Fe steht dann für den Grundstoff Eisen
• Zum anderen bezeichnen wir damit eine Atomsorte in einer Verbindung: FeO (Eisenoxid) enthält Eisen (neben Sauerstoff)
• Darüber hinaus steht das “Elementsymbol” (beispielsweise in einer Reaktionsgleichung) für eine bestimmte Stoffmenge (= Anzahl an Teilchen). Steht z.B. in einer Reaktionsgleichung auf der linken Seite des Reaktionspfeiles “Fe”, wissen wir, dass eine Stoffmenge von “1 mol” reagiert.

Die chemische Formel

Eine chemische Formel wird verwendet, wenn die Zusammensetzung eines chemischen Stoffes beschrieben werden soll. Eine chemische Formel gibt dabei immer die in einer Verbindung enthaltenen chemischen Elemente (Atomsorten) an. Dabei werden die Elemente (bzw. Atomsorten), die in einer chemischen Verbindung enthalten sind, nach den (in der Chemie) gültigen Regeln zu einer chemischen Formel zusammengefasst. Eine chemische Formel kann für ein Element oder eine Verbindung aus mehreren Elementen angegeben werden.

Siehe hierzu Kapitel: Benennung binärer Verbindungen