Moleküle verstehen: Aufbau, Formeln und Modelle

Stell dir Sauerstoffgas und Wasser vor. Beide Stoffe bestehen aus Molekülen, obwohl ihre Teilchen unterschiedlich zusammengesetzt sind. Ein Elementmolekül enthält nur eine Atomsorte. Beispiele sind Wasserstoff H₂, Sauerstoff O₂ und Stickstoff N₂. Ein Molekül aus verschiedenen Atomsorten gehört zu einer chemischen Verbindung. Wasser H₂O enthält Wasserstoff- und Sauerstoffatome; Kohlenstoffdioxid CO₂ enthält Kohlenstoff- und Sauerstoffatome.

Eine Molekülformel nennt die Elementsymbole. Die kleine tiefgestellte Zahl, der Index, gibt die Anzahl der Atome direkt vor ihr an. Fehlt ein Index, gilt 1. Lies zuerst die Symbole und ihre Indizes. Addiere die Zahlen nur, wenn du die Gesamtzahl der Atome suchst.

Bei einer Atombindung, auch Elektronenpaarbindung genannt, nutzen zwei Atome mindestens ein Elektronenpaar gemeinsam. Dieses gemeinsame Elektronenpaar verbindet die Atome im Molekül.

Die Oktettregel ist eine hilfreiche schulische Faustregel: Viele Atome erreichen in Molekülen eine Außenschale mit acht Elektronen. Sie ist jedoch keine ausnahmslos gültige Naturregel.

Ein einzelnes Heliumatom ist kein Molekül, denn ein Molekül besteht aus mindestens zwei gebundenen Atomen. Festes Eisen bildet ein Metallgitter: Viele Teilchen sind darin regelmäßig angeordnet, nicht als einzelne Eisenmoleküle getrennt. Auch ionische Stoffe werden hier nicht als Moleküle behandelt. Ein Salz besteht aus positiv und negativ geladenen Ionen in einem Ionengitter. Seine Formel beschreibt ein Zahlenverhältnis der Ionen, nicht die Zusammensetzung eines abgegrenzten Moleküls.

Ein Molekül kann durch eine chemische Reaktion gebildet oder zerlegt werden. Ein physikalisches Trennverfahren für Gemische sortiert Stoffe, zerlegt aber nicht die Moleküle selbst in Atome. Nutze jetzt die Formelregeln in beide Richtungen: von der Formel zur Beschreibung und von der Beschreibung zur Formel.