Einteilung elementarer Stoffe in Molekül- und Verhältnisformeln

In der Chemie ist die Einteilung der elementaren Stoffe in Molekül- und Verhältnisformeln von grundlegender Bedeutung. Die Eigenschaften der Stoffe spielen eine entscheidende Rolle dabei. Die Struktur und Bindungen bewirken unterschiedliche chemische Verhaltensweisen und Formeln.

Beginnen wir mit Argon (Ar). Dieses Edelgas ist ein einatomiges Element. Es setzt sich aus einzelnen Atomen zusammen. Bei den Umgebungsbedingungen findet man Argon nicht in Verbindungen mit anderen Atomen. Somit entstehen hierbei keine Molekül- oder Verhältnisformeln. Sieht man sich Kohlenstoff (C) an, gibt es Unterschiede. Kohlenstoff kann sowie als einzelnes Atom existieren als ebenfalls Bindungen mit anderen Elementen eingehen. Hier geht es also darum, dass Kohlenstoff durchaus umfassendere Strukturen annehmen kann die Molekül- oder Verhältnisformeln hervorbringen.

Schauen wir uns Butan (C4H10) an. Diese Verbindung besteht aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen – eine klare Molekülbezeichnung. Jedes der Atome ist chemisch verbunden. In der chemischen Formel wird die Zusammensetzung von Butan ebendies festgehalten. Sauerstoff (O2) folgt diesem Beispiel und zeigt sich als Molekül. Zwei Sauerstoffatome sind in einer chemischen Bindung vereint. Die Formel O2 steht für die Molekülzusammensetzung.

Betrachten wir Eisen (Fe). Eisen ist ein Metall und bildet ein Metallgitter. Darin sitzen die Eisenatome an festen Positionen. Hier gibt es keine molekularen Strukturen. Das Gitter ist regelmäßig und deswegen hat Eisen keine Molekülformel – sondern eine Verhältnisformel. Diese beschreibt – ebenso wie viele Eisenatome in einer Einheit vorhanden sind.

Ein weiteres Beispiel ist Natriumchlorid (NaCl). Das kristallisiert ähnlich wie in einem festen Gitter. Jedes Natriumion wird von Chloridionen umgeben und hat keine eigene molekulare Struktur. Auch hier ergibt sich eine regelmäßige Struktur die in der chemischen Formel NaCl verewigt ist. Diese Formel gibt das Verhältnis zwischen Natrium- und Chloridionen präzise an.

Tiefere Einblicke beziehen sich auf die Eigenschaften der Stoffe. So hatte im Jahr 2021 Argon eine Marktgröße von etwa 10 Milliarden 💲 weltweit. Selbiges gilt für das Element Kohlenstoff, dessen Verwendung in verschiedenen Industrien wie der Batterieproduktion, erheblich gestiegen ist. Das Verständnis von Molekül- und Verhältnisformeln ist also neben der theoretischen Relevanz auch praktischer Natur.

Abschließend lässt sich sagen – Argon und Kohlenstoff können potenziell Molekül- oder Verhältnisformeln aufweisen, während Butan und Sauerstoff eindeutig als Molekülformeln klassifiziert werden. Eisen und Natriumchlorid hingegen besitzen Verhältnisformeln die auf ihre Struktur und Anordnung im Kristallgitter zurückzuführen sind.