Oxidationszahlen HNO3?
Kann mir vielleicht jemand am Beispiel von HNO3 erklären, wie man zu den Oxidationszahlen kommt? Ich habe es im Grunde verstanden, doch irgendwie "hänge" ich gerade an dieser Verbindung... welche Oxidationszahlen haben hier H, N und O?
3 Antworten
Die Wertigkeit oder Oxidationszahl (Oxidationsstufe) eines Atoms ergibt sich nicht immer schlüssig aus den Modellen, die man gerade in der Schule drannimmt.
In der Chemie gibt es halt zu jedem Erklärungsmodell sehr viele Ausnahmen (die Modelle die immer weniger Ausnahmen liefern werden auch immer komplizierter und gehen irgendwann komplett ins Quantenmechanische über).
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Deshalb bestimmt man die Wertigkeit am besten nach einem festen Regelsatz, der die meisten Ausnahmen ganz gut abdeckt.
Hier ist ein Link zu einer guten Darstellung eines Regelsatzes.
Einfach auf ein gegebenes Molekül anwenden und von oben nach unten abarbeiten.
http://www.chemieplanet.de/reaktionen/oxstufen.htm#KKErmittlung
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Bei HNO3 ergibt sich zwangsläufig +5 (H ist immer +1, O ist immer -2: 1x(+1) + 3x(-2)= -5
Die -5 muss der N durch +5 ausgleichen.
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Das Ganze erschließt sich noch besser, wenn man den Begriff der Elektronegativität kennt und anwenden kann.
Dann wird klar warum immer dem elektronegativeren Element das oder die Elektronen aus den gemeinsamen Bindungen zugeschlagen werden.
Einfach mal nach "Pauling" und "Elektronegativität" googeln- es gibt jede Menge Seiten, die Periodensysteme mit der jeweiligen EN darstellen (WIKI z.B.).
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Falls Du Erklärungen suchst warum und wie der Stickstoff außer 3-wertig (nach der Oktettregel) auch noch 5-wertig auftreten kann, wird es etwas komplizierter.
Früher hat man angenommen, das bei Wertigkeiten, die die Oktettregel verletzen, außer den s & p Orbitalen auch leerstehende d-Orbitale eine Rolle spielen, das ist aber überholt. Heute erklärt man dies eher durch Mehrzentrenbindungen und stellt die Molekül-Strukturen als mesomere Grenzformen dar bei denen die involvierten Atome Teilladungen tragen (und im Endeffekt die Bindungselektronen mehr oder weniger über das ganze Molekül delokalisieren. (googel mal „Oktetterweiterung“, „Mehrzentrenbindung“, oder „Hypervalenz“
Grüße PJ
Sauerstoff hat fast immer -II (Ausnahmen: Peroxide und in Verbindung mit Fluor). Da wir drei Atome davon haben, sind wir schon bei -VI. Man schreibt aber über das O -II. Wasserstoff hat fast immer +I (Ausnahme: In Verbindung mit Stoffen niedriger EN). Da die Summe in einer Verbindung immer +-0 sein muss, ergibt sich für N +V (+I+V-II(*3)=0).
Also H hat immer die oxidationszahl +1, O immer -2, ausnahme bei H2O2...
nun schaust du dir die Ladung deines Moleküls an. HNO3 ist nach außenhin neutral, d.h. die summe der Oxidationszahl muss immer die Ladung ergeben. Bei HNO3 = 0, da es ungeladen ist.
Nun rechnest du die oxidationszahl von N aus
Oxidationszahl von H +Oxidationszahl von N + 3 mal die Oxidationszahl von O= 0
das dreimal kommt von dem HNO3 her
+1 + N + 3* -2 = 0
N=5