Allgemeine Summenformel

Bedeutung und Anwendung

Allgemeine Summenformeln werden vor allem in der organischen Chemie verwendet. Sie geben für eine homologe Reihe, also eine Reihe ähnlich aufgebauter chemischer Verbindungen, die Anzahl der Atome oder das Zahlenverhältnis der Atomsorten an. Mit ihnen lassen sich die Summenformeln einzelner Verbindungen bestimmen.

Bei funktionellen Gruppen, die ein Kohlenstoffatom enthalten und in der Formel ausdrücklich angegeben werden, wird n je solcher Gruppe um 1 verringert. So lautet die allgemeine Formel der Alkansäuren CₙH₂ₙ₊₁COOH. Butansäure hat insgesamt vier Kohlenstoffatome, aber eines davon steckt in der Carboxygruppe –COOH; daher ist n = 3 und die Summenformel C₃H₇COOH.

Homologe Reihen

Für wichtige homologe Reihen gelten folgende allgemeine Summenformeln:

• Alkane: CₙH₂ₙ₊₂ (n = 1, 2, 3, 4, …)
• Alkene: CₙH₂ₙ (n = 2, 3, 4, …)
• Alkine: CₙH₂ₙ₋₂ (n = 2, 3, 4, …)
• Einwertige Alkanole: CₙH₂ₙ₊₁OH (n = 1, 2, 3, 4, …)
• Einwertige Alkanale: CₙH₂ₙ₊₁CHO (n = 0, 1, 2, 3, 4, …)
• Einwertige Alkansäuren: CₙH₂ₙ₊₁COOH (n = 0, 1, 2, 3, 4, …)

Beispiel: Für Alkane gilt CₙH₂ₙ₊₂. Bei Butan ist n = 4; die Zahl der Wasserstoffatome ist 2 · 4 + 2 = 10. Butan hat daher die Summenformel C₄H₁₀.

Weitere Formeln

Weitere allgemeine Summenformeln sind:

• Cycloalkane: CₙH₂ₙ₊₂(₁₋ₓ), wobei x die Anzahl der Ringe ist.
• Einfachzucker (Monosaccharide): CₙH₂ₙOₙ. Ausnahmen sind Desoxyzucker, zum Beispiel Desoxyribose C₅H₁₀O₄.
• Zweifachzucker (Disaccharide): CₙH₂ₙ₋₂Oₙ₋₁.
• Arsane: AsₙH₂ₙ₊₂.
• Borane: BₙHₘ, wobei n und m ganzzahlig sind.
• Germane: GeₙH₂ₙ₊₂.
• Ringförmige Kieselsäuren: [Si(OH)₂–O–]ₙ.
• Silane: SiₙH₂ₙ₊₂.