EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Elemente – Wasserstoffverbindungen – Sauerstoffverbindungen 2.4 Wichtige Moleküle und ihre Benennung 38 38 Abb. 038–2: Modelle von elementarem Phosphor Abb. 038–3: Moleküle von Wasserstoffverbin- dungen mit Formel und Name Abb. 038–1: Moleküle von Elementen mit Formel und Name Die Benennung von Molekülen folgt keiner strengen Systematik. Viele Molekül- verbindungen besitzen historisch bedingte Trivialnamen (Alltagsnamen), und systematische Namen werden nur sehr eingeschränkt verwendet. Im Folgenden werden die wichtigsten Moleküle – geordnet nach Verbindungs- klassen – kurz vorgestellt und ihre Benennung angeführt. Elemente Bei Nichtmetallen ist der Elementname identisch mit dem Namen des Atoms. Besteht die Gefahr einer Verwechslung, muss die Bezeichnung „Molekül" bzw. „Atom" dem Namen folgen. In den meisten Fällen spricht man allerdings von realen Stoffen in ihrer wirklichen – dh. molekularen – Erscheinungsform. Wasserstoff, die Nichtmetalle der 2. Periode und die Halogene (die Ausnahme „Kohlenstoff" wird in Kap. 2.9 behandelt) bilden zweiatomige Moleküle (H 2 , O 2 , N 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 ). Ab der 3. Periode wird im elementaren Zustand die Ausbildung von Mehrfach- bindungen vermieden. Durch Einfachbindungen werden größere Molekülver- bände gebildet. Beim Schwefel, einem geruchlosen, gelben Pulver, verbinden sich 8 Schwefel-Atome zu einem ringförmigen S 8 -Molekül. Phosphor bildet aus 4 Atomen ein tetraedrisches P 4 -Molekül. Es hat sich allerdings eingebürgert, bei Phosphor und Schwefel zumeist nur das Elementsymbol anzuführen. Phosphor kommt ähnlich wie Schwefel in mehreren Erscheinungsformen ( Mo- difikationen ) vor. Diese Modifikationen zeigen unterschiedliche Eigenschaften. Dieses Vorkommen mit unterschiedlichen Strukturen nennt man auch Allotropie . Wasserstoffverbindungen Diese gehorchen immer der Oktettregel. Die Benennung erfolgt allerdings meist mit Trivialnamen. Es wird verstärkt ver- sucht die Benennung zu systematisieren. Verantwortlich für diese Systematisie- rung ist die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Hydrogenchlorid HCl ist ein aggressiver gasförmiger Stoff. In wässriger Lösung spricht man von Salzsäure. Wasser H 2 O heißt nach IUPAC Oxidan. Es wird auch gerne als Dihydrogenmo- noxid (DHMO) bezeichnet, eine Bezeichnung, die im Laufe der Jahre zu vielen scherzhaften „Anti-Wasser-Kampagnen“ geführt hat. So schaffte es zB 1997 Nathan Zohner, ein 14-jähriger Schüler aus den USA, 43 von 50 befragten Mit- schülern für ein Verbot der Chemikalie stimmen zu lassen. Zohner erhielt für die Analyse dieser Befragung den ersten Preis eines wissenschaftlichen Schüler- wettbewerbs. Ammoniak NH 3 , ein giftiges, stechend riechendes Gas heißt systematisch Azan. Die Herstellung von Ammoniak aus den Elementen ist eine der wichtigsten Syn- thesen des 20. Jahrhunderts und brachte den Entwicklern Fritz Haber und Carl Bosch den Nobelpreis ein. Ausgehend von Ammoniak können Düngemittel und Sprengstoffe hergestellt werden. Hydrazin N 2 H 4 , eine weitere Stickstoffverbindung, wird als Raketentreibstoff eingesetzt. Schwefelwasserstoff – Sulfan – H 2 S ist ein sehr giftiges, nach faulen Eiern rie- chendes Gas. Methan CH 4 ist die einfachste organische Verbindung und Hauptbestandteil von Erdgas. Sauerstoffverbindungen Diese Verbindungsklasse bezeichnet man allgemein als Oxide. Sind bei einem Element mehrere Oxide möglich, wird die Zahl der Sauerstoff-Atome mit grie- chischen Vorsilben – mono-, di-, tri- etc. – angegeben. Elemente H 2 Wasserstoff F 2 Fluor Cl 2 Chlor Br 2 Brom I 2 Iod O 2 Sauerstoff S 8 (S) Schwefel N 2 Stickstoff P 4 (P) Phosphor Wasserstoffverbindungen HCl Hydrogenchlorid wässrige Lösung: Salzsäure H 2 O Wasser NH 3 Ammoniak N 2 H 4 Hydrazin H 2 S Schwefelwasserstoff CH 4 Methan Abb. 038–4: Ein Beispiel für scherzhafte „Anti- wasserkampagnen“ P 4 -Moleküle von weißem Phosphor Schichtgitter von rotem Phosphor Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv