Was bedeutet die kleine 2 in Chemie?

Symbole der Elemente

Symbole sind international, die Chemiker der ganzen Welt verständigen sich mit global eindeutigen Zeichen. Jedem Element ist eine Abkürzung zugeordnet. Die chemischen Symbole werden unter anderem abgeleitet von lateinischen bzw. griechischen Worten.

Die heute noch gebräuchlichen Symbole gehen auf den schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius (1779 - 1848) zurück.

Seine chemische Zeichensprache im Jahre 1818 in einer umfangreichen Tabelle veröffentlicht, ermöglicht es auf einfache und eindeutige Weise, den Aufbau der Verbindungen anschaulich darzustellen.

Als Zeichen für jedes Element wird der Anfangsbuchstaben des lateinischen bzw. griechischen Namens gewählt, sollten zwei Elemente mit dem gleichen Buchstaben beginnen, wird ein zweiter hinzugefügt.

So können die Elemente Kohlenstoff, Chlor, Kupfer, Calcium, Chrom eindeutig bezeichnet werden.

Symbole und Formeln

O, das Symbol für Sauerstoff, kennzeichnet das Element und steht für ein Atom des Gases. In einem Sauerstoffmolekül sind zwei Atome verbunden, die Schreibweise lautet "O zwei".

Wichtig ist also, ob eine Zahl vor dem Symbol als stöchiometrischer Koeffizient (2 O2\ O) steht oder in kleiner Schreibweise unten hinter dem Symbol als Index (O2O_2) verwendet wird:

Verhältnis- und Molekülformeln

Die Verhältnisformel gibt an, in welchem Verhältnis die Ionen in einem Ionengitter stehen.

Beispiel: NH3⇒NH_3\;\Rightarrow Das Verhältnis ist 1:3

Die Molekülformel (Summenformel) gibt an, wie viele Atome der einzelnen Elemente in einem Molekül vorhanden sind.

Beispiel: H2O⇒H_2O\;\Rightarrow Ein Molekül aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom

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CC BY-SA 4.0. → Was bedeutet das?

Abb. 1 Die Notenwerte

Was haben denn Noten mit Chemie zu tun? Das denkst du vielleicht beim Betrachten der Abb. 1. Wenn du im Musikunterricht gelernt hast, was diese Zeichen bedeuten, sind Noten für dich kein „Buch mit sieben Siegeln“. Genau so ist es mit dem Periodensystem mit seinen vielen Zahlen und Buchstaben. Wie die Notenschrift ist das Periodensystem mit den Elementsymbolen ein universelles System, das auf der ganzen Welt verstanden wird!

Historische Entwicklung

Im letzten Kapitel hast du schon die Systematik des Periodensystems kennengelernt. Neben der Anordnung der damals bekannten Elemente war es für die Wissenschaftler (und die wenigen Wissenschaftlerinnen) der Frühen Neuzeit auch wichtig, für jedes Element einen Platzhalter, ein Symbol, zu finden. Anfang des 19. Jahrhunderts schlug John Dalton, der auch die Atomhypothese entwickelt hat, für jedes Element einen besonderen Kreis vor. Bei Verbindungen wurden die verschiedenen Kreise dann aneinandergereiht. Berzelius verbesserte/vereinfachte 1814 dieses System, indem er den Anfangsbuchstaben des lateinischen (oder griechischen) Namens als Symbol vorschlug. Im Lateinischen heißt Sauerstoff Oxygenium (im Griechischen oxygenion), daher lautet das Symbol O. Wenn zwei Elemente mit dem gleichen Buchstaben anfangen, wird ein weiterer Buchstabe des Namens hinzugefügt. Dieser zweite Buchstabe wird immer klein geschrieben: Kohlenstoff (carbo) C, Kupfer (cuprum) Cu.  

Im Verlauf der letzten 200 Jahre sind mehr als die Hälfte der heute bekannten Elemente entdeckt worden (Abb. 2). Die Entdecker dürfen einen Namen vorschlagen, die IUPAC-Kommission legt den Namen und das Elementsymbol dann endgültig fest. So gibt es im Periodensystem Elemente mit Länder- oder Ortsnamen und auch Bezeichnungen, die an wichtige Forscherinnen und Forscher erinnern. Das Element Mendelevium Md (Ordnungszahl 101) wurde nach Mendelejew, einem der beiden Entdecker des Periodensystems, benannt.

CC-BY-NC-ND / Andy Brunning ;

Einen besonderen Rekord stellt der Ort Ytterby in der Nähe von Stockholm (Schweden) auf: in dort gefundenen Mineralien konnten vier neue Elemente entdeckt werden (Yttrium Y, OZ 39; Terbium Tb, OZ 65; Erbium Er, OZ 68 und Ytterbium Yb, OZ 70)

Ausblick

Bei den Namen von Elementen findest du zum Beispiel Germanium (von einem Deutschen gefunden) oder Americium (für Amerika). Nur EIN Name bezieht sich nicht auf Nordamerika oder Europa: das Element Nihonium (Ordnungszahl 113, Symbol Nh) wurde nach einem alten Namen für Japan (Nippon) benannt. Andere Erdteile sind nicht vertreten.

Nur zwei Elemente sind nach Frauen benannt worden. Auch hier besteht Nachholbedarf!

Systematik der Elementsymbole

Die Elementsymbole werden stets mit lateinischen Buchstaben geschrieben. Durch Angabe von Zahlen kannst du angeben, wie viele Atome des jeweiligen Elements in einer Verbindung vorkommen: Kohlenstoffdioxid wird mit der Formel $\ce{CO2}$ abgekürzt, nicht als $\ce{COO}$.

Die Formel von Wasser ist auf der ganzen Welt gleich und wird von allen verstanden. Die Bezeichnungen sind in den verschiedenen Sprachen natürlich unterschiedlich.

• Formel: \(\ce{H2O}\)
• Deutsch: Wasser
• Griechisch: νερο (vero)
• Russisch:  Вода (voda)
• Chinesisch: 水 (Shui)
• Arabisch: ماء (ma')

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