Frage von MelaniesFragen, 64

Oxidationszahlen, und wie bestimme ich die?

Hallo liebe User, hab im Internet gesucht und nichts gescheites gefunden.. Kann mir einer erklären wie ich eine Oxidationszahl bestimmen kann? Z.B bei Aluminium und Eisenoxid Danke im Voraus!

LG Melanie

Antwort
von user21011982, 36

Um zu bestimmen, welche Oxidationszustände die Elemente in einer Verbindung besitzen, sollte man folgende Faustregeln kennen:

1. Jedes Atom hat im elementaren Zustand die OXIDATIONSZAHL 0. Besteht ein Element aus Molekülen, so besitzt jedes Atom des Moleküls die OXIDATIONSZAHLEN 0.

2. Metall-Ionen (und B, Si) erhalten stets positive OXIDATIONSZAHLEN. Fluor besitzt stets die OXIDATIONSZAHL -I (sofern sich nicht durch Regel 1 bereits eine andere OXIDATIONSZAHL ergibt). Anmerkung: Stimmt nur fast. In Komplexverbindungen können Metalle auch negative OZ besitzen!

3. Wasserstoff erhält die OXIDATIONSZAHL +I (sofern sich nicht durch Regel 1 und 2 bereits eine andere OXIDATIONSZAHL ergibt).

4. Sauerstoff erhält die OXIDATIONSZAHL -II (sofern sich nicht durch Regel 1, 2 und 3 bereits eine andere OXIDATIONSZAHL ergibt).

5. Halogene erhalten die OXIDATIONSZAHL -I (sofern sich nicht durch Regel 1, 2, 3 und 4 bereits eine andere OXIDATIONSZAHL ergibt).

Quelle: http://www.hamm-chemie.de/j11/j11te/oxidzahlregeln.htm

Antwort
von mounbikeju, 34

also du musst zuerst einmal musst du eines verstehen: Wenn du dir die Hauptgruppen im Periodensystem anschaust: 1. HG hat 1 als OZ, 2. HG hat 2, usw. . Bis zur vierten HG geht das so, dann gehts wieder runter. D.h. du zählst von der 1. HG bis zur 7. HG so durch: 1 2 3 4 3 2 1. Ob sie positiv/negativ ist ist von Atom zu Atom unterschiedlich. Dann ist wichtig zu wissen : H hat immer +1 als OZ, O immer -2, O²/H²/usw. immer 0 als OZ. Wenn du jetzt Eisen(III)-Oxid anschaust: Die Formel ist Fe²O³ (die Zahlen müssten natürlich unten stehen). Dann schreibst du über das O erstmal -2. Da es 3 O-Atome sind: -2 x 3 = -6. Das heißt die O`s haben -6. Das muss jetzt das Fe² ausgleichen. da solche Moleküle immer auf 0 kommen müssen. Das heißt: -6 durch 2 (da es 2 Fe-Moleküle sind) = -3. Das Minus ist egal, also hat das Eisen die Oxidationszahl 3. Hoffe meine lange ERklärung hilft dir ein wenig

Expertenantwort
von Kaeselocher, Community-Experte für Chemie, 30

Im Gegensatz zu den werten Kollegen hier halte ich nichts von den sogenannten "Faustregeln". Das liegt wohl daran, dass meine Nachhilfeschüler mich immer verdutzt anschauen, wenn sie hören, dass in NaH der Wasserstoff die Oxidationszahl -I hat.

Die Oxidationszahlen geben letztendlich wieviele Elektronen ein Atom umgeben. Sind es genau so viele Elektronen wie im Grundzustand, so ist die Oxidationszahl 0, ist es von mehr Elektronen umgeben wird die Oxidationszahl negativ und sind es weniger Elektronen, dann wird sie positiv. Es können halt nur solche Zustände angenommen werden, die stabil sind und daher sind die Oxidationszahlen nicht beliebig.

Die sicherste Methode die Oxidationszahlen zu bestimmen ist, indem man sich den Stoff hinzeichnet. In der organischen Chemie bestimmt man die Oxidationszahlen immer so, denn hier können Atome des selben Elements innerhalb einer Verbindung unterschiedliche Oxidationszahlen haben, weshalb die Faustregeln hier bereits bei einfachen Molekülen versagen. Also warum nicht gleich so lernen ..

Auch Salze lassen sich als Lewis-Formeln zeichnen. Hierbei ordnet man dem Anion einfach alle Valenzelektronen zu und dem Kation keine. Bei Molekülen muss man die Bindungselektronen dem elektronegativeren Element zuordnen und bei einer Bindung zwischen zwei gleichen Elementen die Bindung 1:1 teilen. Dann zählt man einfach die auf diese Weise zugeordneten Elektronen für jedes Atom und vergleicht die Anzahl mit den Elektronen, die man ihm im PSE zuordnen würde udn schon hat man seine Valenzelektronen.

Diese Methode erklärt alle "Faustregeln" einschließlich der Ausnahmen.

Bsp: "Sauerstoff hat immer die Oxidationszahl -II"

Schauen wir uns das H2O an:

O ist elektronegativer als H, daher bekommt der Sauerstoff alle Elektronen aus den Bindungen zu den beiden H-Atomen zugeordnet. Zählt man die Elektronen die das O nun umgeben, so kommt man auf 8. Im PSE steh O in der 6. HG, hat also normalerweise 6 Elektronen. Es besitzt also 2 Elektronen mehr und hat daher die Oxidationszahl -II. Das gilt deswegen als "Faustregel", weil Sauerstoff das 2. Elektronegativste Element ist und daher in den meisten fällen alle Bindungselektronen zu sich hin zieht. Dadurch kommt es fast immer auf 8 Elektronen und hat daher die Ox.zahl -II. Aber eben nicht immer.

Schauen wir und H2O2 an: H-O-O-H

Hier ist der Sauerstoff ebenfalls elektronegativer als der Wasserstoff, aber dadurch, dass der Sauerstoff mit sich selbst gebunden ist muss diese Bindung 1:1 geteilt werden. Daher kommt der Sauerstoff nur auf 7 Elektronen und eine Oxidationszahl von -I.

Ein weiteres Beispiel dafür, dass O mit sich selbst gebunden ist: O=O

Beim elementaren Sauerstoff muss die Doppelbindung ebenfalls 1:1 geteilt werden und jeder Sauerstoff kommt auf 6 Elektronen und eine Ox.zahl von 0. Dies ist die Erklärung für eine weitere Faustregel: "Atome im elementare Zustand haben die Ox.zahl 0" - weil sie ja nur mit sich selbst gebunden sind.

Als letztes lässt sich auch noch der zugegebenermaßen etwas kuriose Fall betrachten, wenn Sauerstoff mit Fluor gebunden ist. Fluor ist noch elektronegativer als Sauerstoff und in diesem Fall müsste man dem Sauerstoff sogar eine positive Oxidationszahl vergeben.

Man kann es natürlich mit ein bisschen Übung abkürzen, indem man sich auch ohne Lewisformel überlegt welches Element elektronegativer ist. Aber für den Anfang und vor allem wenn man sich über die Bindungssituation nicht im klaren ist lohnt es sich die Lewis Formel hinzuschreiben und daran die Oxidationszahlen zu bestimmen.

Kommentar von user21011982 ,

Dass Wasserstoff in NaH -1 besitzt, widerspricht den Regeln überhaupt nicht. ;)

Kommentar von Kaeselocher ,

Habe ich ja auch nicht behauptet ;-)

Nur sind viele Schüler so veranlagt sich zu merken H sei immer +I und O immer -II.

Kommentar von user21011982 ,

Ok, von Didaktik habe ich zugegebenermaßen nicht allzu viel Ahnung. 

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