Strukturformeln zeichnen
- Wie zeichnet man eine Strukturformel?
- Was ist die Oktettregel?
Strukturformeln
Strukturformeln sind verschiedene chemische Darstellungsformen, welche Informationen über die räumliche Anordnung der Atome eines Moleküls geben.
Diese Strukturformeln werden hauptsächlich in der organischen Chemie verwendet und stellen Moleküle mit unterschiedlicher Komplexität dar.
Strukturformeln
Strukturformeln zeigen die räumliche Anordnung von Atomen in Molekülen auf unterschiedliche Art und Weise.
Hier sind die verschiedenen Strukturformeln zusammengefasst.
Elektronenformel
Die Elektronenformel wird auch Lewis-Fromel oder Lewis-Struktur genannt. Sie zeigt alle Valenzelektronen der einzelnen Atome an und wie diese an den Bindungen beteiligt sind oder als freie Elektronenpaare vorliegen.
Im Gegensatz zur Valenzstrichformel werden die Elektronenpaare hier als einzelne Punkte dargestellt und nicht als Strich, welcher für ein Elektronenpaar steht.
Der Vorteil der Elektronenformel ist, dass die Valenzelektronen deutlicher dargestellt sind als in anderen Strukturformeln.
Valenzstrichformel
Die Valenzstrichformel stellt den zweidimensionalen Bau von Molekülen dar. Sie wird insbesondere verwendet, um Reaktionsmechanismen, Mesomerien und Tautomerien zu veranschaulichen.
Hier ist die Mesomerie von Ozon (\(O_3\)) in Valenzstrichformel abgebildet.
Auch hier werden nur Valenzelektronen gezeigt, allerdings wird jedes Valenzelektronen-paar als Strich dargestellt.
Der Vorteil dieser Schreibweise ist, dass alle Valenzelektronen eingezeichnet sind. Diese Schreibweise ist dabei etwas übersichtlicher als die Elektronenformel.
Keilstrichformel
Die Keilstrichformel stellt die dreidimensionale Struktur von Molekülen dar. Dabei zeigen die dreieckigen Keile Atome an, welche im Vordergrund stehen, Gestrichelte Linien zeigen Atome an, welche im Hintergrund stehen und einfache Linien zeigen Atome an, welche auf der Papierebene liegen.
Hier ist die Keilstrichformel von Pentan (\(C_5H_{12}\)) abgebildet.
Der Vorteil dieser Darstellung ist, dass die dreidimensionale Struktur sowie die Bindungswinkel zwischen den Atomen dargestellt werden können.
Skelettformel
Die Skelettformel ist eine sehr knappe Darstellung einer Strukturformel. Sie wird insbesondere für komplexe chemische Strukturen verwendet, da sie schnell und einfach zu zeichnen ist und dabei nicht überladen aussieht.
Jede Linie stellt dabei eine \(C-C\) Bindung dar. Das bedeutet, dass an den Enden jeder Linie ein C-Atom sitzt. Wasserstoffatome (inkl. Bindung), die an ein C-Atom gebunden sind, werden gar nicht eingezeichnet, Heteroatome (alle nicht C- oder H-Atome) hingegen schon. funktionelle Gruppen können abgekürzt werden (zB. -OH).
Hier ist Adrenalin abgebildet. Würdest du alle Wasserstoffatome einzeichnen, wäre das sehr unübersichtlich und die wichtige Grundstruktur wäre nicht mehr zu erkennen.
Weitere Darstellungsformen
Weitere Möglichkeiten der Darstellung konzentrieren sich weniger auf die Struktur des Moleküls, sondern mehr auf die Anzahl der Atome.
Hier sind weitere Darstellungsformeln zusammengefasst:
Konstitutionsformel
Die Konstitutionsformel zeigt die Bindungen zwischen den C-Atomen eines Moleküls. Sie wird auch Halbstrukturformel genannt, da ein Teil der Struktur erkennbar ist, aber nicht die ganze.
Die Konstitutionsformel wird insbesondere angewendet, wenn die Struktur erkennbar und die Darstellung eher einfach sein soll.
Summenformel
Die Summenformel gibt die Anzahl und Art der Atome in einem Molekül an, ohne Informationen über deren Struktur zu geben.
\(C_5H_{12}\ \longrightarrow\ \)Das ist die Summenformel von Pentan, sie kann aber auch alle Isomere des Pentans beschreiben.
Die Summenformel wird insbesondere dann verwendet, wenn absichtlich keine Informationen zur Struktur angegeben werden sollen.
Verhältnisformel
Die Verhältnisformel gibt die kleinstmöglichen Zahlenverhältnisse von Atomen in einer chemischen Formel an. Dadurch gibt sie allerdings auch nicht die reale Anzahl der Atome im Molekül an, weshalb sie nicht alleinstehend verwendet werden kann.
Heutzutage wird die Verhältnisformel eigentlich nicht mehr verwendet.
Erklärung von Serlo Education e. V., lizenziert unter CC BY-SA 4.0 – Original bei Serlo, CC BY-SA 4.0, übernommen am 2026-09-03.
Schlau Fassung
Strukturformeln
- In der Strukturformel steht ein Strich für ein Elektronenpaar: zwischen zwei Atomen eine Bindung, am Atom ein freies Paar.
- Oktettregel: Jedes Atom (außer Wasserstoff) strebt acht Außenelektronen an. Wasserstoff begnügt sich mit zwei.
- Zahl der Bindungen ergibt sich aus der Hauptgruppe: Wasserstoff 1, Sauerstoff 2, Stickstoff 3, Kohlenstoff 4.
- Vorgehen: Valenzelektronen zählen, Grundgerüst zeichnen, Bindungen setzen, restliche Elektronen als freie Paare verteilen, Oktett prüfen.
- Beispiele: \(\mathrm{H_2O}\) – Sauerstoff mit zwei Bindungen und zwei freien Paaren; \(\mathrm{CO_2}\) – zwei Doppelbindungen; \(\mathrm{CH_4}\) – vier Einfachbindungen.
- Die Strukturformel zeigt mehr als die Summenformel: Sie verrät, wie die Atome verknüpft sind – und erklärt damit die Eigenschaften.
Aufgaben
- Wie viele Bindungen bildet Kohlenstoff?
Lösung
Vier. - Zeichne die Strukturformel von Wasser.
Lösung
H–O–H mit zwei freien Paaren am Sauerstoff. - Was besagt die Oktettregel?
Lösung
Acht Außenelektronen sind der angestrebte Zustand.
Weiterführende Aufgaben
- Zeichnet die Strukturformeln von \(\mathrm{NH_3}\), \(\mathrm{CH_4}\) und \(\mathrm{CO_2}\) und prüft jedes Oktett.