Wikipedia:Richtlinien Chemie/Reaktionsgleichungen

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Konventionen für Artikel im Bereich der Chemie – Reaktionsgleichungen

Diese Seite soll Richtlinien für den Gebrauch und die Formatierung von Reaktionsgleichungen in Chemie-Artikeln bieten.

Allgemeine Hinweise und chemiebezogene Richtlinien finden sich unter Wikipedia:Richtlinien Chemie.

Für weitere Fragen steht die Redaktion Chemie zur Verfügung.

Reaktionsgleichungen sind bevorzugt in TeX zu formatieren. In der Wikipedia ist dies möglich, indem man den zu formatierenden Bereich mit <math>...</math> einrahmt. Ausführliche Hilfe zur Benutzung von TeX gibt es hier.

Einfache Formeln und Reaktionsgleichungen können auch mit <chem>...</chem> geschreiben werden. Mit „einfach“ werden hier Formeln und Gleichungen bezeichnet, die keine besonderen Formatierungen wie z. B. Kursivschrift oder aufrecht beschriftete Reaktionspfeile benötigen. Sie können mit der Bearbeitungsumgebung VisualEditor in den Seitentext eingefügt und bearbeitet werden; eine Beschreibung dazu findet sich unter Hilfe:TeX/VisualEditor/Chemische Formeln.

Formatierung[Quelltext bearbeiten]

Chemische Formeln sind einzurücken. Dadurch heben sie sich vom Fließtext ab und sie stehen auch ohne doppelten Absatz in einer neuen Zeile. Die stöchiometrischen Koeffizienten (die Zahlen, die die Stoffverhältnisse angeben) sind von der jeweiligen Summenformel durch einen einfachen \ zu trennen. Bei Bedarf kann die Reaktionsgleichung ausformuliert werden. Der jeweilige Text wird ebenfalls eingerückt und klein (<small>...</small>) unter die jeweilige Formel geschrieben. Wenn hilfreich und noch nicht anderweitig verlinkt, können auch Wikilinks verwendet werden. Mit mathsf anstatt mathrm wird eine serifenlose Schriftart verwendet.

Code

<math>\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6 \ O_2 \longrightarrow 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O}</math>
<small>[[Traubenzucker|Glucose]] reagiert mit [[Sauerstoff]] zu [[Kohlenstoffdioxid]] und [[Wasser]].</small>
So siehts im Artikel aus
Glucose reagiert mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Zur Darstellung von Elementen mit Ordnungs- und Massezahl gibt es folgende Möglichkeiten: 157N, , , N

Bindungen und Bindestriche mit math[Quelltext bearbeiten]

Für chemische Bindungen werden im Math-Modus der einfache Bindestrich, für Doppelbindungen das Gleichheitszeichen und für Dreifachbindungen \equiv eingesetzt. Um Leerräume neben den Bindungen zu vermeiden, werden die Zeichen in geschweifte Klammern gesetzt: {-}, {=} bzw {\equiv}.

<math>\mathrm{CH_3{-}COOH + CH_3{-}OH \longrightarrow CH_3{-}C({=}O){-}O{-}CH_3 + H_2O}</math>

Bei Text in den Reaktionsgleichungen müssen Bindestriche per \text{-} gesetzt werden.

<math>\mathrm{Acetyl\text{-}CoA + H_2O \longrightarrow CH_3COO^- + CoA\text{-}SH}</math>

Lange Gleichungen[Quelltext bearbeiten]

Lange Gleichungen sollten aufgeteilt werden, so dass eine Möglichkeit für einen Zeilenumbruch gegeben ist. Am zweckmäßigsten geschieht dies nach dem Reaktionspfeil.

<math>\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6 \ O_2 \longrightarrow}</math> <math>\mathrm{6 \ CO_2 + 6 \ H_2O}</math>

Manchmal führt diese Aufteilung dazu, dass ein Teil der Reaktionsgleichung vom TeX-Parser nicht in ein Bild, sondern in HTML konvertiert wird. Um die Konvertierung in ein Bild zu erzwingen, kann man ans Ende der Gleichung ein Leerzeichen einfügen.

… + 6 \ H_2O \ }</math>

Erweiterte Formatierung mit math[Quelltext bearbeiten]

Reaktionsbedingungen werden zunächst über den Reaktionspfeil geschrieben, erst wenn mehr Angaben gemacht werden, wird auch der Raum unterhalb des Pfeiles genutzt; Wärmezufuhr oder Wärmeabgabe sollten stets mit ΔH > 0 oder ΔH < 0 bezeichnet werden.

Reaktion[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \longrightarrow AC + B}</math>

Gleichgewicht[Quelltext bearbeiten]

In Gleichgewichtsreaktionen soll stets der Gleichgewichtspfeil

\rightleftharpoons

verwendet werden.

<math>\mathrm{AB + C \ \rightleftharpoons \ AC + B}</math>

Eine Beschriftung[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\Delta T} \ A + BC}</math>

Zwei Beschriftungen[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow[Kat]{\Delta T} \ A + BC}</math>
<math>\mathrm{AB \ \xrightarrow[-A]{+C} \ BC}</math>

Reaktion mit Wärmefreisetzung (exotherme Reaktion)[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\bigtriangledown} \ A + BC}</math>

Reaktion mit Wärmezufuhr (endotherme Reaktion)[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\triangle} \ A + BC}</math>

Reaktion bei 450 °C[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{450\, {}^{\circ}C} \ A + BC}</math>

Reaktion mit gasförmigem Produkt[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \longrightarrow A + BC \uparrow}</math>

Reaktion mit Fällungsprodukt[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{AB + C \longrightarrow A + BC \downarrow}</math>

Ionengleichungen[Quelltext bearbeiten]

<math>\mathrm{HPO_4^{\,2-}+ H_2O  \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+ + PO_4^{\,3-}}</math>
<math>\mathrm{HPO_{4(aq)}^{\,2-}+ H_2O_{(l)}  \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + PO_{4(aq)}^{\,3-}, \ K_{s3} = 4{,}7 \cdot 10^{-13}}</math>

Formeln und Reaktionsgleichungen mit chem[Quelltext bearbeiten]

Um einfache chemische Formeln und Reaktionsgleichungen zu schreiben, kann das <chem>-Tag verwendet werden. Dazu wird die Formel oder die Reaktionsgleichung zwischen <chem> und </chem> eingeschlossen.

Beispiele[Quelltext bearbeiten]

Quelltext mit chem Ergebnis
<chem>H2O</chem>
<chem>NH3</chem>
<chem>2 H2 + O2 -> 2 H2O</chem>
<chem>H2 + I2 <=> 2 HI</chem>
<chem>Ag+ + Cl- -> AgCl v</chem>

<chem> ist in vielen Fällen vorteilhaft im Vergleich zur Darstellung mit TeX: Zahlen, die lückenlos einem Text hintangefügt sind, werden automatisch tiefer gestellt angezeigt, so dass die in Formeln gewünschte Tiefstellung nicht explizit angegeben werden muss.

Vergleich von <chem> und <math> bei Formeln und Reaktionsgleichungen[Quelltext bearbeiten]

Beispiele[Quelltext bearbeiten]

Quelltext mit chem Ergebnis mit chem Ergebnis mit math Quelltext mit math
<chem>H2O</chem> <math>\mathrm{H_2O}</math>
<chem>NH3</chem> <math>\mathrm{NH_3}</math>
<chem>NH4+</chem> <math>\mathrm{NH_4^+}</math>
<chem>2 H2 + O2 -> 2 H2O</chem> <math>\mathrm{2 \ H_2 + O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O}</math>
<chem>H2 + I2 <=> 2 HI</chem> <math>\mathrm{H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2 \ HI}</math>
<chem>Ag+ + Cl- -> AgCl v</chem> <math>\mathrm{Ag^+ + Cl^- \longrightarrow AgCl\!\downarrow}</math>
(nicht empfohlen) <math>\mathrm{SO_3 \xrightarrow{+ H_2O} H_2SO_4}</math>

Soll verhindert werden, dass ein aufrecht beschrifteter Reaktionspfeil nach <chem> die Seite in die Wartungskategorie Seiten, die ein veraltetes Format des chem-Tags verwenden führt, muss mit Stand Juni 2020 der Reaktionspfeil mit <chem> … \begin{math}\mathrm{\xrightarrow{…}}\end{math} …</chem> umschlossen werden. Diese aufwendige <chem> … \begin{math} … \end{math} … </chem>Konstruktion wird nicht empfohlen. Sie könnte auch verwendet werden, wenn innerhalb eines <chem>-Blocks <math>-Sonderzeichen wie \cdots () benötigt werden.

Vergleich[Quelltext bearbeiten]

In den Beispielen der Tabelle oben ist der Quelltext mit <chem> meist deutlich kürzer als der mit <math>. Das ist bei einfachen Formeln immer der Fall, da bei <chem> aufrechte Schrift der Standard ist, während bei <math> dies explizit mit \mathrm angefordert werden muss. Außerdem entfällt in einfachen Fällen bei <chem> die Notwendigkeit, Tiefstellungen und die Hochstellung eines einzelnen Plus- (+) oder Minuszeichens (−) explizit anzugeben.

Das Schriftbild kann sich geringfügig unterscheiden: Verhältniszahlen in Formeln, z. B. die 3 in , sind bei <chem> etwas tiefer gesetzt als bei <math>. In <math> werden die Zahlen nur so tief gesetzt, wenn in der Formel auch ein hochgestelltes Zeichen auftritt, wie z. B. das Pluszeichen in .

Reaktionspfeile[Quelltext bearbeiten]

Quelltext mit chem Ergebnis Kommentar
<chem>H2 + O2 -> H2O</chem> Reaktion nach rechts, hier: H2-Verbrennung
<chem>H2 + O2 <- H2O</chem> Reaktion nach links, Reaktionsumkehr, hier z. B. Elektrolyse
<chem>H2 + 3 N2 <=> 2 NH3</chem> Gleichgewichtsreaktion, hier Ammoniaksynthese
<chem>H2 + 3 N2 <=>> 2 NH3</chem> Gleichgewicht nach rechts verschoben, hier durch Druck
<chem>H2 + 3 N2 <<=> 2 NH3</chem> Gleichgewicht nach links verschoben, hier durch Temperaturerniedrigung

Veraltetes ce-Tag[Quelltext bearbeiten]

Der frühere <ce>...</ce>-Code ist der Vorgänger des heutigen <chem>-Tags. Er ist veraltet und sollte nicht mehr verwendet werden.

Was nicht funktioniert oder zu Problemen führt[Quelltext bearbeiten]

Beschrifteter Gleichgewichtspfeil mit <math>[Quelltext bearbeiten]

<math>\xrightleftharpoons{oben}{unten}</math>

Für das chem-Tag nicht oder wenig geeignete Fälle[Quelltext bearbeiten]

Immer wenn die Darstellung mit <chem> zu Problemen führt wird die Verwendung von TeX, d.h. die <math>-Syntax, empfohlen.

Beim bisherigen Stand der Software gibt es Probleme in folgenden Fällen:

  • aufrecht beschriftete Reaktionspfeile, siehe nächsten Abschnitt
  • Kursivschrift (abgesehen von Reaktionspfeil-Beschriftungen, die nur in Kursivschrift problemlos funktionieren)
  • viele <math>-Zeichen
    • Insbesondere sollten \longrightarrow, \xrightarrow und \xleftarrow nicht innerhalb von <chem> genutzt werden. stattdessen -> bzw. <- schreiben, um den Reaktionspfeil bzw. Rückreaktionspfeil zu erhalten
    • <math>-Sonderzeichen wie (<math> \flat \natural \sharp \diagup \diagdown \backslash \bigstar \aleph \beth \gimel \infty </math>)
    • Die Formatierungsanweisungen \quad oder \qquad für Zwischenräume und \mathit bzw. \mathsf zur Schriftartangabe führen ebenfalls zu einer Markierung als fehlerhaft. \text wird außerhalb von Reaktionspfeil-Beschriftungen nicht ausgewertet und ist daher dort nicht sinnvoll.

Aufrecht beschriftete Reaktionspfeile[Quelltext bearbeiten]

Beschriftungen von Reaktionspfeilen werden innerhalb von <chem>…</chem> standardmäßig kursiv dargestellt. Wenn die Beschriftung von Reaktionspfeilen aufrecht (= nicht kursiv) erfolgen soll, sollte das mit <math>…</math> dargestellt werden. Für die Darstellung von

wird daher der Quelltext

<math>\mathrm{Hg^{2+} \xrightarrow{+I^-} HgI_2 \xrightarrow{+I^-} [Hg^{II}I_4]^{2-}}</math>

empfohlen.

Es ist zwar möglich, innerhalb von chem eine nichtkursive Darstellung zu erreichen, wie dieses Beispiel zeigt:

<chem>A ->[\text{text above}][\text{text below}] B</chem>

Dieser Quelltext ergibt:

Allerdings führt die Kombination von chem und \text in der Regel dazu, dass die Seite in die Wartungskategorie Seiten, die ein veraltetes Format des chem-Tags verwenden aufgenommen wird. Daher muss bisher von dieser Option abgeraten werden.

Kursiver Text[Quelltext bearbeiten]

Standardmäßig wird der Text innerhalb von <chem>…</chem> aufrecht dargestellt, was für Elementsymbole auch gewünscht ist. Benötigt man kursiven Text, so ist das nur mit Zusatzaufwand möglich. Daher wird empfohlen, solche Formeln mit dem math-Tag zu schreiben.

Innerhalb <chem>…</chem> ist Kursivschrift möglich, indem mit \begin{math} in den Mathematik-Modus gewechselt wird, der Kursivschrift als Standard hat:

<chem>\begin{math}tert\text{-}\end{math}Bu-OH</chem>

ergibt

,
<chem>C(CH3)3+ + H2O -> \begin{math}tert\text{-}\end{math}Bu-OH + H+</chem>

ergibt:

.