Frage von Karaptain, 179

Elementarer Zustand?

Bei der Bestimmung der Oxidationszahlen gibt eine Regel an, dass Elemente, die elementar vorliegen die Oxidationszahl +0 bekommen.

Meine Frage ist nun: Woran ich erkenne, wann ein Element elementar vorliegt.

Ich dachte immer, dass jedes Element eine bestimmte Zahl hat (O2, S8, ...).

Aber wenn ich darüber nachdenke und zum Beispiel die Oxidationszahl von O7 bestimme, müsste die ja +0 sein, da keine Ladung vorhanden ist.

Heißt das, dass es egal ist wie viele Atome vorliegen, aber Hauptsache es sind Atome des gleichen Elements?

In Verbindungen weiß ich noch nicht wie das abläuft, weil ich ja schon hier hänge. Aber ich habe da zwei Ansätze.

Beispiel: OF2

Also meiner "Theorie" nach müssten beide ja +0 haben, da sie ja elementar vorliegen.

Aber ich weiß, dass Fluor -1 hat, weil es die höchste EN besitzt. D.h. O hat +2 und Fluor -1 (x2).

Und jetzt komm ich wieder durcheinander 🤔  

Antwort
von ThomasJNewton, 67

Die Form, in der Stoffe (auch Elemente) vorliegen, ist eine Tatsache.

Die Oxidatonszahl ist eine Erfindung des Menschen, um den ganzen komplizierten Chemiekram zu verstehen.

Sauerstoff z.B. existiert bei sehr hohen Temperaturen als Atom. Normalerwiese als Molekül aus 2 Atomen, O₂. Es gibt aber auch das bekannte Ozon O₃ und O₄, wohl hauptsächlich in flüssigem Sauerstoff.

Die Oxidationszahl ergibt sich daraus, wie der Chemiker die Elektronen aufteilt oder zuteilt. Das ist recht willkürlich und theoretisch, aber praktisch. Auch der Chemiker erkennt nicht auf den ersten Blick, was alles so passiert.

Da die erste Regel der OZ-Bestimmung lautet, dass Atome eines Elements sich die Elektronen aufteilen, kann ein Element nur die OZ ±0 haben. Egal, wie die Atome verbunden sind.

Im Falle des Sauerstoff werden jedem O-Atom eben genau die Elektronen zugeteilt, die es als einzelnes Atom hatte oder hätte. PUNKT:

Eine OZ kann nur ein Atom haben, kein Element oder Stoff.

Und in einem Stoff, egal ob Element oder nicht, hat jedes Atom eine OZ, nicht jedes Element.

Und in OF₂ hat auch jedes Atom seine OZ, und elementar liegt da gar nichts vor.

Du scheinst da einiges durcheinander zu bringen.
Manchmal hilft da "drüber schlafen".
Ansonsten brauchst du dringend Nachhilfe.

Expertenantwort
von vach77, Community-Experte für Chemie, 80

Die ungebundenen Elemente, also z.B. Na, S, Al usw. haben die Oxidationszahl OZ = 0.

Moleküle, die aus den gleichen Elementen bestehen, wie H₂, O₂, Cl₂, Br₂, I₂ usw. haben ebenfalls die OZ = 0.

In Deinem Beispiel OF₂, dem Sauerstoffdifluorid, liegt eine Verbindung aus den Elementen O und F vor. Insgesamt hat die Verbindung OZ = 0; und die gebundenen Elemente haben .......

Kommentar von Karaptain ,

Also gilt diese Regel nicht bei Verbindungen?

Also nur, wenn das Element einzeln vorliegt?

Kommentar von vach77 ,

Bei Dir hat sich irgendwie festgesetzt (entschuldige): "Elementarer Zustand in einer Verbindung".

Also nochmal: A + B --> AB

A und B ist der elemetare Zustand. Beide haben OZ = 0.

In AB sind beide gebunden und haben vom Betrag her eine gleich große OZ. Nur ist die eine OZ positiv und die andere negativ, denn die OZ von AB muss insgesamt 0 ergeben.

Kommentar von Karaptain ,

Tut mir leid, aber ich bin mir noch nicht 100% sicher ob ich das richtig verstanden habe.

Ich nehme mal jetzt ein konkretes Beispiel:

2 H + O2 -> 2 H2O

Also liegen H und O2 Elementar vor und haben +0.

Und bei H20 hat das H +1 und das O -2?

Kommentar von vach77 ,

Das ist richtig was die OZ anbetrifft. Sauerstoff und Wasserstoff lioegen aber nicht elementar vor. Nur solltest Du den Wasserstoff auf der Eduktseite auch als Molekül schreiben, denn sonst ist er tatsächlich elementar..

Antwort
von losalinos, 67

Wenn etwas elementar vorliegt, also nur O, dann ist das 0. Aber in einer Verbindung musst du im Periodensystem nachschauen und bei deinem Beispiel vom OF2; O hat am meisten -2 und Fluor liegt nur als -1 vor. Das gesamte Molekül inklusive Ladung muss immer 0 sein, dass heisst das Fluor schon mal bei -1 bleibt (da zwei da sind --> -2) Somit hat O +2 und das gesamte Molekül hat nun 0. (manchmal sind nicht alle Oxidationszahlen im PSE vorhanden). :)

verstehst du?

Kommentar von Karaptain ,

Ja, dann habe ich ja richtig gelegen. Aber woher weiß ich bei allen anderen Elementen, wann diese elementar in einer Verbindung vorliegen? Oder Grenze ich das durch die ganzen anderen Regeln ein?

Ich hab nur ein sehr abgestecktes PSE in meiner Klausur, da steht nur die Ordnungszahl, das Element und dessen Masse drauf.

O2 ist ja elementar. Das selbe gilt für I2. Aber warum nicht für Kohlenstoff? Das ist ja bei einem Atom elementar vorhanden. Warum nicht bei C2? Woher weiß ich das? Oder muss ich alle auswendig können?

Hab schon die ganze Zeit gegoogelt, aber ich finde keine Antwort darauf.

Kommentar von vach77 ,

Aber woher weiß ich bei allen anderen Elementen, wann diese elementar in einer Verbindung vorliegen?

In einer Verbindung liegen die Elemente natürlich nicht mehr elementar sondern chemisch gebunden vor. Sie haben dann ganz andere Eigenschaften.

Beispiel NaCl: Chlor ist elementar ein Gas. Im NaCl hat es völlig andere Eigenschaften.

Kommentar von Karaptain ,

Also gilt diese Regel nicht für Verbindungen?

Also nochmal zum mitschreiben:

Elementarer Zustand bedeutet, dass das Element einzeln vorliegt und es ist egal in welcher Menge?

Ein Beispiel (ausgedacht, gibt es nicht):

I2 + O5 -> X

Also hätten I2 und O5 +0 (unabhängig davon was das Produkt ist, da es ja nur theoretisch zum Verständnis ist).

Kommentar von vach77 ,

O₅ ist ein schlechtes Beispiel, denn wenn es diese Verbindung (nicht Element!) gäbe, dann hätte O in dieser Verbindung verschiedene OZ. Also belasse es bei O₂.

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