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Aufstellen einer Formel 08:47 min

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Transkript Aufstellen einer Formel

Einen schönen guten Tag und herzlich willkommen zu diesem Chemie-Video. In diesem Video geht es um das Aufstellen einer chemischen Formel. Und da wir an einfachen Beispielen üben wollen, möchte ich das Aufstellen der Formeln am Beispiel von Oxiden üben. Oxide sind chemische Verbindungen, die aus einem chemischen Element und Sauerstoff bestehen. Ich möchte euch die Verfahrensweise am Aluminiumoxid erklären.

Der 1. Schritt besteht darin, dass man die benötigten Elementsymbole auswählt. Beim Aluminiumoxid sind das das chemische Element Aluminium und das chemische Element Sauerstoff. Aluminium hat das chemische Symbol Al und Sauerstoff hat chemische Element O.

Der 2. Schritt ist die Bestimmung der Wertigkeiten des Aluminiums und des Sauerstoffes. Wir können uns einprägen, dass die Elementwertigkeit gleich der Hauptgruppennummer ist. Aluminum steht in der 3. Hauptgruppe. Wir schreiben daher über das Symbol von Aluminium eine 3. Die Wertigkeit von Sauerstoff sollte man auch auswendig können, sie beträgt 2. Wir schreiben über das Symbol von Sauerstoff eine 2.

Im 3. Schritt wird das kleinste gemeinsame Vielfache k.g.V. der beiden Elemente gebildet. Wir schreiben somit k.g.V. (3|2). Das Ergebnis ist 6.

Im 4. Schritt werden dann die Indizes berechnet. Für Aluminium teilen wir das ermittelte kleinste gemeinsame Vielfache, nämlich 6, durch die Wertigkeit 3. Wir rechnen 6/3=2. Genauso verfahren wir mit dem Sauerstoff. Wir teilen das kleinste gemeinsame Vielfache, 6, durch die Wertigikeit 2. Wir rechnen 6/2=3. Der Index für Sauerstoff ist demzufolge 3. Aluminiumoxid hat somit die Formel Al2O3. Was bedeutet diese Formel? 1 Molekül Aluminiumoxid besteht aus 2 Atomen Aluminium und 3 Atomen Sauerstoff.

Wir wollen nun das Erlernte am Phosphoroxid üben. Zunächst wählen wir die Elementesymbole aus. Phosphoroxid besteht aus den chemischen Elementen Phosphor und Sauerstoff. Phosphor hat das Symbol P und Sauerstoff hat das Symbol O. Wir schreiben nun im 2. Schritt die Elementwertigkeiten über die beiden Symbole. Über Phosphor, P, schreiben wir eine 5, da das chemische Element Phosphor in der 5. Hauptgruppe steht. Über Sauerstoff, O, schreiben wir eine 2 , weil Sauerstoff immer zweiwertig ist. Wir bilden nun das kleinste gemeinsame Vielfache der beiden Wertigkeiten, 5 und 2. Wir erhalten 10. Nun berechnen wir im 4. Schritt die Indizes. Für Phosphor (P) teilen wir das kleinste gemeinsame Vielfache, 10, durch die Wertigkeit des Phosphors, 5. 10/5=2. Für Sauerstoff verfahren wir genauso. Wir teilen das kleinste gemeinsame Vielfache der Wertigkeiten, 10, durch die Wertigkeit von Sauerstoff, 2. Wir erhalten 5. Somit ergibt sich für die Formel des Phosphoroxids P2O5. Was bedeutet diese chemische Formel? Ein Molekül Phosphoroxid besteht aus 2 Atomen Phosphor und 5 Atomen Sauerstoff.

Als zweites Beispiel wollen wir die Formel für Chloroxid aufstellen. Als 1. schreiben wir die Elementesymbole auf. Für Chlor schrieben wir das Symbol Cl, für Sauerstoff schreiben wir das Symbol O. Wir schreiben nun über die Symbole der Elemente die Wertigkeiten. Chlor steht in der 7. Hauptgruppe und hat daher die Wertigkeit 7. Die Wertigkeit des Sauerstoffs haben wir uns bereits gemerkt. Sie beträgt 2. Wir bilden nun das kleinste gemeinsame Vielfache von 7 und 2, den beiden Wertigkeiten. Wir erhalten 14. Im abschließenden 4. Schritt berechnen wir die Indizes. Für Chlor teilen wir das kleinste gemeinsame Vielfache der Wertigkeiten, 14, durch die Wertigkeit, des Chlors, 7. Wir schrieben: 14/7=2. Wir erhalten für Chlor den Index 2. Für Sauerstoff teilen wir das kleinste gemeinsame Vielfache der Wertigkeiten, 14, durch die Wertigkeit des Sauerstoffes, 2. Wir schreiben: 14/2=7. Wir erhalten für Sauerstoff den Index 7. Die Formel des Chloroxids lautet somit Cl2O7. Was bedeutet das? 1 Molekül Chloroxid enthält 2 Atome Chlor und 7 Atome Sauerstoff.

Achtung, zum Schluss noch 2 wichtige Bemerkungen: 1. Es gibt Wertigkeiten, die kleiner als die Hauptgruppennummer sind. Entsprechend gibt es dann auch andere Oxide. Und 2. Bei mehreren Oxiden eines Elementes hat jedes Oxid einen speziellen Namen. In unserem Fall heißt das Chloroxid Dichlorheptoxid.

Das war's auch schon wieder für heute. Ich wünsche euch alles Gute und Viel Erfolg. Auf Wiedersehen.

51 Kommentare
  1. *wertigkeit

    Von Sngohung, vor etwa einer Stunde
  2. welche fertig kein haben denn die nebengruppenelemente?

    Von Sngohung, vor etwa einer Stunde
  3. Hallo Jan,
    vielen Dank für deine Frage.
    Diese Video soll eine Hilfe darstellen, damit es dir leichter fällt, chemische Formeln und Reaktionen aufzustellen. Die chemische Wertigkeit wird normalerweise in römischen Zahlen angegeben und das darfst du sehr gerne so machen - eine Relevanz hat es in diesem Fall allerdings nicht.
    Viele Grüße aus der Redaktion.

    Von Amrei Rolof, vor 6 Monaten
  4. Eine Frage:
    Wenn ich die Wertigkeit eines Atoms aufschreibe kann ich dann auch dir Römische Ziffer nutzen?

    Von Jan S., vor 6 Monaten
  5. Vielen Dank! Ein bisschen monoton aber jetzt ist es super einfach zu verstehen...

    Von Mrs. Marie_Lou L., vor mehr als einem Jahr
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Aufstellen einer Formel Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Aufstellen einer Formel kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme das zugehörige Elementesymbol.

    Tipps

    Oft besteht das Elementensymbol aus den Anfangsbuchstaben des Elements.

    Sieh dir das Beispiel über der Aufgabe an.

    Lösung

    Durch die Einführung der Symbole der Elemente konnte man ohne viel Schreibaufwand auch große Moleküle beschreiben. Einige Elemente wurden nach berühmten Forschern benannt, wie das Einsteinium und das Rutherfordium. Die meisten Symbol kann man sich einfach aus den Namen ableiten. Einige wiederum muss man wissen, wie $O$ für Sauerstoff oder $N$ für Stickstoff. Die Symbole findest du im Periodensystem.

  • Ermittle das kleinste gemeinsame Vielfache (k.g.V.) der gegebenen Zahlen.

    Tipps

    Das k.g.V. ist die kleinste Zahl, die durch beide vorgegebenen Zahlen teilbar ist.

    Zum Beispiel für 2 und 3 ist das k.g.V. 6.

    Lösung

    Um Formeln in der Chemie richtig aufstellen zu können, muss man aus den Wertigkeiten der Elemente zunächst das kleinste gemeinsame Vielfache berechnen. Dazu gehst du wie folgt vor:

    Zuerst untersucht man, ob die beiden Zahlen Vielfache voneinander sind. Das ist zum Beispiel bei 3 und 9 der Fall. Multipliziert man die 3 mit 3, ergibt sich 9. Somit ist 9 das k.g.V.

    Das Gleiche gilt bei 1 und 4.

    Sind die Zahlen keine Vielfache voneinander, kann man sie miteinander multiplizieren. Bei 3 und 4 hieße das 3$\cdot$4=12. Das k.g.V. ist also 12. So verfährt man auch bei 2 und 5.

  • Gib die Wertigkeit der Elemente an.

    Tipps

    Die Wertigkeit entspricht der Hauptgruppe, in der das Element steht.

    Die Hauptgruppe ist die Spalte, in der das Element steht.

    Lösung

    Wasserstoff steht in der ersten Hauptgruppe. Demnach ist seine Wertigkeit 1.

    Calcium und Magnesium stehen in der Gruppe der Erdalkalimetalle. Dies ist die zweite Hauptgruppe, alle Mitglieder dieser Gruppe haben eine Wertigkeit von 2.

    Eine Wertigkeit von 5 weisen Elemente der fünften Hauptgruppe auf. Diese wird auch Stickstoff-Phosphor-Gruppe genannt.

  • Bestimme die Formel der Oxide.

    Tipps

    Bestimme zuerst die Elementensymbole und die Wertigkeiten. Dafür legst du dir am besten ein Periodensystem der Elemente bereit.

    Nun bestimmst du das k.g.V. der beiden Wertigkeiten.

    Die Indizes, also die Zahlen unten am Elementsymbol, berechnest du, indem du das k.g.V. durch die Wertigkeit des jeweiligen Elements teilst.

    Lösung

    Hier noch einmal die Schritte zur Bestimmung der Formel von Oxiden, in Kurzform am Beispiel Calciumoxid.

    1. Elementensymbole ermitteln: Ca und O
    2. Wertigkeit (entspricht Hauptgruppennummer) bestimmen: Ca 2; Sauerstoff immer 2
    3. k.g.V. berechnen: 2
    4. Indizes ermitteln: 1, wird nicht als Index geschrieben.
    Formel: CaO

  • Gib an, welche Aussagen zum Thema „Aufstellen einer Formel“ korrekt sind.

    Tipps

    Das kleinste gemeinsame Vielfache ist die kleinste Zahl, die durch die beiden gegebenen Zahlen teilbar ist.

    Was sind die Wertigkeiten von Aluminium und Sauerstoff? Mit dem k.g.V dieser beiden Zahlen kannst du überprüfen, ob die Formel von Aluminiumoxid stimmt.

    Lösung

    Sauerstoff hat in den meisten Verbindungen die Wertigkeit 2. Das solltest du dir auf jeden Fall merken.

    Das k.g.V. von 2 und 4 ist 4, da 4/2= 2 und 4/4= 1.

    Phosphor hat das Symbol $P$.

    Ob die Formel $Al_2O_3$ korrekt ist, kannst du mit den Wertigkeiten überprüfen. Aluminium hat die Wertigkeit 3 und Sauerstoff 2. Das gemeinsame Vielfache ist 6. Nun teilst du 6:3 und schreibst hinter Aluminium eine 2 und 6:2 und schreibst hinter Sauerstoff eine 3. Die Formel stimmt also.

  • Entscheide, um was für ein Oxid es sich handelt.

    Tipps

    Die Vorsilben des Oxids geben an, wie viele Sauerstoffatome in diesem Molekül vorhanden sind.

    Mono- steht dabei für 1, di- für 2 und tri- für 3.

    Lösung

    Oxide, die 1 Sauerstoffatom aufweisen, werden Monoxide genannt. Dioxide beinhalten demnach 2 Sauerstoffatome und Trioxide 3.

    Dabei betrachtest du nur die Anzahl der Sauerstoffatome im Molekül. $NO$ und $N_2O$ sind damit beides Monoxide, obwohl sie unterschiedlich Formeln haben. Bei der ersten Verbindung handelt es sich um Stickstoffmonoxid und bei der zweiten um Distickstoffmonoxid.

    Das $P_2O_5$ gehört damit zu keiner der drei Kategorien, da es 5 Sauerstoffatome hat. Die Verbindung heißt Diphosphorpentoxid. Hier noch einige andere Vorsilben, welche die Anzahl von Atomen beschreiben.

    • 4: tetra-
    • 5: pent- (wie das Pentagramm)
    • 6: hex-
    • 7: hept-