Verhältnisformel
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Eine Verhältnisformel gibt an, in welchem Zahlenverhältnis einzelne Atomsorten in einer Verbindung vorliegen und beschreibt damit einen Teil ihrer chemischen Struktur.
Die Atomsorten werden durch die im PSE angegebenen Abkürzungen bezeichnet. Das jeweilige Verhältnis erkennt man an den tiefgestellten Zahlen, wobei eine 1 stets weggelassen wird
Beispiel: die Verbindung Kupfer(I)-sulfid wird durch die Verhältnisformel Cu2S angegeben. Sie enthält Kupfer- und Schwefelatome also im Verhältnis 2:1.
Die Verhältnisformel dient zur Beschreibung aller gitterartig aufgebauten Stoffe und gibt stets das kleinstmögliche Zahlenverhältnis an. Sie unterscheidet sich von der Molekülformel, die die tatsächlichen Atomzahlen angibt. So hätte die Verbindung mit der Molekülformel P4O10 nur die Verhältnisformel P2O5.
Angewendet wird sie vor allem beim chemischen Rechnen, zum Beispiel zur Berechnnung der Massenverhältnisse.
Bei unbekannten chemischen Verbindungen werden die Verhältnisformeln mittels Elementaranalyse bestimmt, wobei die qualitative Elementaranalyse zur Ermittlung der vorhandenen Elemente und die quantitative Elementaranalyse zur Bestimmung der Verhältnisformel dient.
| Benzol | ||
| Summenformel | Verhältnisformel | Strukturformel |
|---|---|---|
| <math>C_6H_6</math> | <math>CH</math> | Bild:Benzol2.png |
Noch bis ins 20. Jahrhundert hinein hatten Verhältnisformeln eine große Bedeutung, da sie experimentell oft einfacher oder zuverlässiger zu bestimmen waren als die Molekülformel. Die Verhältnisformel gab vielen Fällen den experimentellen Befund wieder, während die Molekülformeln bisweilen auf zusätzlichen Annahmen beruhten. Aufgrund der sehr genauen Strukturbestimmungsmethoden, die heute oft verwendt werden, liegt gerade für große aber wohldefinierte Proben der Fall bei gut ausgestatteten Labors bisweilen umgekehrt: bei Proteinen beispielsweise ist es sinnvoll, aus der Struktur die Molekülformel zu bestimmen, aus der die Verhältnisformel exakt abgeleitet werden kann - oft genauer als durch eine einfache Elementaranalyse.
Die Aussagekraft einer Molekülformel ist sehr viel höher - insbedondere kann man aus der Molekülformel leicht die Verhältnisformel ableiten, während die Umkehrung nur mit Hilfe von zusätzlichen Angaben möglich ist. Daher haben Verhältnisformeln heute nur noch eine relativ geringe praktische Bedeutung für Moleküle. Für ionische Verbindungen ist dagegen zumeist nur die Angabe der Verhältnisformel sinnvoll.
Legierungen
Bei Mischungen, gerade auch für Legierungen, werden oft ebenfalls Verhältnisformeln verwendet, zum Beispiel Ni3Al. Eine Molekülformel kann hier natürlich nicht angegeben werden.
