Quelltext der Seite Chemikalverbindung

[[chemikal]]-[[Verbindung]]

= Chemische Verbindung =

{{Schema Einteilung Stoffe}}
Als '''chemische Verbindung''' bezeichnet man einen [[Reinstoff]], dessen kleinste Einheiten (zum Beispiel [[Molekül]]e) aus [[Atom]]en von zwei oder mehreren [[Chemisches Element|chemischen Elementen]] besteht, wobei – im Gegensatz zu [[Gemisch]]en – die Atomarten zueinander in einem festen [[stöchiometrisch]]en Verhältnis stehen.<ref>{{RömppOnline|ID=RD-03-01209|Name=chemische Verbindungen|Abruf=2014-06-16}}</ref> Das zahlenmäßige Verhältnis der Atome zueinander wird durch [[chemische Bindung]]en zwischen den Atomen bestimmt, und das Verhältnis lässt sich in einer [[Summenformel]] darstellen. Eine Summenformel ist jedoch oft nicht eindeutig, da [[Isomerie|isomere]] Verbindungen dieselbe Summenformel haben, aber unterschiedliche Verbindungen sind. Charakteristisch für jede chemische Verbindung ist ihre eindeutige [[chemische Struktur]].

== Arten von chemischen Verbindungen ==
Bei den mehr als 150 Millionen (Stand: Mai 2019)<ref>''[https://cen.acs.org/acs-news/CAS-reaches-150-millionth-substance/97/i22 CAS reaches 150 millionth substance.]'' [[Chemical Abstracts Service]], 30. Mai 2019.</ref> bekannten chemischen Verbindungen unterscheidet man grob ''[[Ionische Bindung|ionische]]'' oder [[Salze|salzartige]] Verbindungen sowie Komplexe, ''[[Metallische Bindung|metallische]]'' und ''[[Molekül|molekulare]]'' Verbindungen. Auch die Unterteilung ''anorganisch oder organisch'' ist grundlegend, wobei als „organisch“ – mit wenigen Ausnahmen – die Kohlenstoff-Verbindungen bezeichnet werden. Es gibt deutlich mehr organische Verbindungen als anorganische Verbindungen.

{{Siehe auch|Liste der anorganischen Verbindungen}}
Grundsätzlich gibt es also im Hinblick auf die Art der Bindung zwischen den beteiligten Elementen vier Arten von chemischen Verbindungen:
* [[Molekular]]e Verbindungen (in der Regel aus einem nichtmetallischen Element und einem oder mehreren weiteren Nichtmetallen)
* ionische Verbindungen bzw. [[Salze]] (in der Regel aus einem [[Metall]] und einem oder mehreren Nichtmetallen)
* metallische Verbindungen (aus Metallen)
* [[Komplexverbindung|Komplexe Verbindungen]] (aus Metall-[[Kation]]en und [[Ion]]en oder [[Molekül]]en)

Eine genauere Unterscheidung von Verbindungen und deren Zuordnung zu einem dieser vier Typen kann mit Hilfe der [[Elektronegativität]]sdifferenz der an der Bindung beteiligten Elemente vorgenommen werden. Zudem gibt es Übergangsformen zwischen den vier o.&nbsp;g. Idealtypen.

=== Molekulare Verbindungen ===
[[Datei:2006-02-13 Drop-impact.jpg|mini|Wasser: Molekulare Verbindungen sind bei Raumtemperatur flüssig, gasförmig, fest oder wachs- bis kunststoffartig.]]
{{Hauptartikel|Molekül}}

Molekulare Verbindungen entstehen typischerweise  aus [[Nichtmetall]] und Nichtmetall – sie sind Nichtleiter (Isolatoren) mit zumeist relativ niedrigem Siedepunkt (diamantartige oder kunststoffartige Verbindungen mit Riesenmolekülen ausgenommen).

Die kleinsten Teilchen molekularer Verbindungen sind neutrale Atomverbände (Moleküle). Diese bestehen aus zwei Atomen (zum Beispiel im [[Kohlenmonoxid]], CO), aus drei Atomen (zum Beispiel im [[Kohlendioxid]]) oder auch aus einigen Tausend oder Zehntausend Atomen (Riesenmoleküle, [[Polymer]]e, zum Beispiel im [[Kunststoff]] [[Polyethylen]] oder im Erbgut-Molekül [[Desoxyribonukleinsäure]] DNA). Die Atome in den Molekülen sind über [[kovalente Bindung]]en verknüpft, das heißt, dass die miteinander verbundenen Atome Paare von Außenelektronen gemeinsam nutzen (Elektronenpaarbindung).

Beispiele für molekulare Verbindungen sind neben [[Wasser]] auch [[Methan]]gas, [[Zucker]], Kohlendioxid, [[Polyethylen]] usw.

=== Ionische Verbindungen ===
[[Datei:Pyrite1.jpeg|mini|Eisensulfidmineral (Pyrit) – eine Verbindung aus Eisen- und Sulfid-Ionen]]
[[Datei:Selpologne.jpg|mini|Kochsalzkristall]]
''Ionische Verbindungen'' ([[Salze]]) bestehen aus [[Kation]]en und [[Anion]]en. Sie sind oft salzartig:
* [[Sprödigkeit|spröde]],
* [[kristall]]förmig,
* von hohem [[Schmelzpunkt|Schmelz-]] und [[Siedepunkt]] und
* [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch leitfähig]] nur in Schmelze oder Lösung.

Die Ionen entstehen bei der Reaktion von Metall- und Nichtmetallatomen dadurch, dass die Metallatome Elektronen abgeben ([[Oxidation]]), die dann von den Nichtmetallatomen aufgenommen werden ([[Reduktion (Chemie)|Reduktion]]). Die so gebildeten Metall-Kationen und Nichtmetall-Anionen vereinigen sich auf Grund der elektrischen Anziehungskräfte zu Ionenkristallen. Nach den Nichtmetallen unterscheidet man bei ionischen Verbindungen zum Beispiel [[Oxide]] (Sauerstoff als Anion), [[Sulfide]] (mit Schwefel), [[Fluoride]], [[Chloride]], [[Bromide]], [[Iodide]], [[Nitride]] (mit Stickstoff), [[Carbide]] (mit Kohlenstoff), [[Hydride]] (mit Wasserstoff) usw.
Oft kommt Sauerstoff als drittes Element hinzu; man spricht dann von [[Sulfate]]n, [[Chlorate]]n, [[Nitrate]]n, [[Carbonate]]n usw.

Beispiele für Ionenverbindungen sind [[Eisen(III)-oxid]] (dem Rost ähnlich), [[Pyrit]] (Eisensulfid), [[Natriumchlorid]] (Kochsalz) und Calciumsulfat ([[Gips]]).

=== Intermetallische Verbindung ===
{{Hauptartikel|Intermetallische Verbindung}}
Intermetallische Verbindung (umgangssprachlich oft auch als [[Legierung]]en bezeichnet)
entstehen aus Metall und Metall – sie sind:
* elektrisch leitfähig,
* gut verformbar,
* glänzend,
* gute Wärmeleiter und
* bei Zimmertemperatur meistens fest.

[[Datei:Bronzebeile.JPG|mini|Beile aus Bronzelegierungen. Bronze war der erste von Menschen hergestellte Werkstoff (s. unter [[Bronzezeit]]).]]
Die Vereinigung von unterschiedlichen Metallen zu Legierungen kann – insbesondere beim Zusammengießen von Metallschmelzen – in beliebigen Mengenverhältnissen erfolgen.

Wenn sich jedoch „intermetallische Verbindungen“ bilden, so sind in ihnen die beteiligten Elemente nur in ganz bestimmten Mengenverhältnissen enthalten („intermetallische Phase“, „[[Stöchiometrie|stöchiometrische]] Zusammensetzung“).

Beispiele für Legierungen sind [[Bronze]] (aus Kupfer und Zinn), [[Messing]] (Kupfer mit Zink) und Kupfernickel (als Münzmetall). Beispiele für intermetallische Verbindungen sind die zwischen Magnesium und Germanium (Formel: [[Magnesiumgermanid|Mg<sub>2</sub>Ge]]), das Al<sub>2</sub>Cu, das [[Magnesiumsilicid]] Mg<sub>2</sub>Si, die Bronze Cu<sub>4</sub>Sn sowie das [[Zementit]] Fe<sub>3</sub>C (aus Eisen und Kohlenstoff, wobei dieser sich wie ein Metall verhält) und WC ([[Wolframcarbid]]).

=== Komplexe ===
[[Datei:Hemoglobin t-r state ani.gif|mini|Der Blutfarbstoff Hämoglobin – ein Eisenkomplex im Blut, dessen Struktur sich mit der Aufnahme (Oxygenation) bzw. der Abgabe von Sauerstoff (Desoxygenation) ändert ([[Komplexbildungsreaktion]]).]]
''Verbindungen höherer Ordnung'' ([[Komplexchemie|Komplexe]]) entstehen bei einer [[Komplexbildungsreaktion]] zumeist aus Buntmetallkation und Molekülen mit freien Elektronenpaaren ([[Ligand]]en). Sie sind oft auffallend farbig.

Beispiele: Der rote Blutfarbstoff [[Hämoglobin]] aus Eisen-II-Ionen und [[Protein]]en und der tiefblaue [[Tetramminkupfersulfat|Kupfertetrammin-Komplex]] aus Kupfer-II-Ionen und Ammoniak.

== {{Anker|Binäre Verbindungen}} Binäre, ternäre und quaternäre Verbindungen ==
Chemische Verbindungen lassen sich auch über die Anzahl der beteiligten chemischen Elemente einteilen.

''Binäre Verbindungen'' setzen sich aus ''zwei verschiedenen'' Elementen zusammen und haben die allgemeine Formel A<sub>x</sub>B<sub>y</sub>. [[Chlorwasserstoff]] (HCl), [[Natriumfluorid]] (NaF) und [[Wasser]] (H<sub>2</sub>O) setzen sich jeweils aus zwei Elementen zusammen und sind damit alle binäre Verbindungen. Die Verbindungen können molekulare, ionische (Salze) oder intermetallische Verbindungen sein.

Analog dazu setzen sich ''ternäre Verbindungen'' aus drei verschiedenen Elementen zusammen, wie zum Beispiel [[Natriumcarbonat]] (Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), das sich aus Natrium, Kohlenstoff und Sauerstoff zusammensetzt.

Eine ''quaternäre Verbindung'' ist beispielsweise [[Kaliumhydrogencarbonat]] (KHCO<sub>3</sub>).

Der Begriff ''primäre Verbindung'' ergibt hingegen keinen Sinn, da definitionsgemäß chemische Verbindungen aus mindestens zwei Elementen zusammengesetzt sein müssen. Unterschiedliche Stoffe aus nur einem Element werden [[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|Modifikationen]] genannt. Gelegentlich wird auch der Begriff ''Elementverbindung'' verwendet.

== {{Anker|Organische Verbindung}} Organische Verbindungen ==
Alle molekulare Verbindungen des Kohlenstoffs mit Ausnahme der Wasserstoff-freien [[Chalkogenide]]  wie [[Kohlenmonoxid]], Kohlendioxid oder [[Schwefelkohlenstoff]] und deren Derivate, der metallischen oder salzartigen Carbide und der [[Metallcarbonyle]] werden als organische Verbindungen bezeichnet.<ref name="Römpp">{{RömppOnline |ID=RD-15-00819 |Name=Organische Chemie |Abruf=2023-12-16}}</ref> Sie bilden den weitaus größten Teil aller chemischen Verbindungen und leiten sich vom [[Methan]]gas, der Gruppe der [[Alkane]] bzw. den [[Kohlenwasserstoffe]]n ab. Im Kohlenwasserstoffgerüst organischer Verbindungen befinden sich oft weitere Atomgruppen, die die Eigenschaften der organischen Verbindung beeinflussen.

Dem '''Kohlenstoffgerüst''' entsprechend werden organische Verbindungen unterteilt in:
* [[aliphatische Kohlenwasserstoffe]] (Aliphaten, hierunter acyclische Kohlenwasserstoffe, gesättigte ([[Alkane]]), ungesättigte ([[Alkene]] und [[Alkine]]) und [[Cyclische Verbindungen|cyclische]] Kohlenwasserstoffe),
* [[Aromaten|aromatische Kohlenwasserstoffe]] (Aromaten, unterteilt in einfache Aromaten und kondensierte Aromaten),
* [[Heterocyclen]] ([[Pyridin]], [[Furan]] usw.)  sowie
* [[Biochemie|biochemische Verbindungen]] ([[Alkaloide]], [[Aminosäuren]], [[Fette]], [[Kohlenhydrate]], [[Protein]]e, [[Steroide]], [[Terpene]], [[Vitamin]]e usw.).

Den '''[[Funktionelle Gruppe|funktionellen Gruppen]]''' entsprechend teilt man organische Verbindungen ein in
* Sauerstoff- und Hydroxyverbindungen ([[Alkohole]], [[Aldehyde]], [[Ester]], [[Ether]], [[Ketone]], [[Carbonsäuren]] usw.),
* Stickstoffverbindungen ([[Amine]], [[Säureamide|Amide]], [[Nitroverbindungen]], [[Nitrile]]),
* Schwefelverbindungen ([[Alkanthiole]], [[Sulfide]] und [[Disulfide]], [[Ester]] der Schwefelsäure, [[Sulfone]], [[Sulfoxide]], [[Thionamide]], [[Thiolester]], [[Thiosäure]]),
* Phosphorverbindungen ([[Phosphate]], [[Phosphine]]),
* [[Organometallchemie|metallorganische Verbindungen]] et cetera.

Daneben gibt es organische Salze, z.&nbsp;B. [[Hydrochloride]] und [[Hydrobromide]]. Als Verbindungen der per Definition anorganischen [[Kohlensäure]] (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) zählen [[Carbonate]] jedoch nicht dazu.

== Siehe auch ==
* [[Organische Chemie]]
* [[Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien]] (GHS)

== Weblinks ==
[[Kategorie:Wikipedia.de Artikel]]
{{Wiktionary|chemische Verbindung}}
* {{Webarchiv | url= http://www.3dchem.com/table.asp | wayback = 20150407181934 | text = ''Chemische Verbindungen nach ihren Hauptelementen''}} (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4137599-3}}

[[Kategorie:Chemische Verbindung| ]]