Reaktionsgleichung zu Magnesiumoxid?
Wie lautet die Reaktionsgleichung zu der Umsetzung von Magnesium mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid?
Wäre sehr freundlich, wenn auch jemand erklärt, wieso es so ist :D
4 Antworten
Moin,
deine Frage lässt sich so nicht (wirklich) beantworten. Ausgehend wovon...?
Aber ich gehe einmal davon aus, dass du dich auf die Bildung von Magnesiumoxid aus den Elementen Magnesium und Sauerstoff beziehst...
Also:
Magnesium ist ein Metall. Als solches haben seine Atome relativ wenige Außenelektronen (Valenzelektronen). Konkret sind es zwei Elektronen im Magnesiumatom. Wenn ein Magnesiumatom diese beiden Außenelektronen "loswerden" könnten, wäre seine bis dahin äußere Schale ohne Elektronen und fiele deshalb weg. Die nächstinnere Schale würde dadurch zur äußeren Schale und die ist ja mit Elektronen voll gefüllt. Immer wenn eine äußere Schale mit Elektronen voll gefüllt ist, spricht man von einer Edelgaskonfiguration, weil Edelgasatome von Natur aus eine solche Elektronenkonfiguration besitzen. Und diese Konfiguration ist energetisch sehr stabil. Sie ist so stabil, dass Edelgasatome (im Grunde) keine Verbindungen mit anderen Elementen bilden, da dies zu einer Veränderung dieser stabilen Elektronenkonfiguration führen würde und jede Änderung wäre nachteilig.
Deshalb reagieren Edelgase (im Grunde) nicht mit anderen Elementen und aus dem gleichen Grunde reagieren die Atome der anderen Elemente untereinander munter, weil sie alle die sehr stabile Edelgaskonfiguration anstreben.
Umgekehrt hat ein Sauerstoffatom sechs Valenzelektronen. Um die nächste stabile Edelgaskonfiguration zu erreichen, fehlen den Sauerstoffatomen zwei Elektronen (denn mit diesen zwei Elektronen hätten die Sauerstoffteilchen insgesamt zehn Elektronen - zwei in der K-Schale und acht in der L-Schale - und das entspräche der Konstellation eines Neon-Atoms).
Also liegt es fast auf der Hand, dass Magnesiumatome in einer chemischen Reaktion ihre "ungeliebten" beiden Außenelektronen an Sauerstoffatome abgeben, denn dadurch würden beide Atome die begehrte Edelgaskonfiguration erreichen.
Nun sind Elektronen aber negativ geladene Teilchen. Ein Magnesiumatom hat 12 positiv geladene Protonen in seinem Kern und 12 negativ geladene Elektronen in seiner Hülle. Die 12 positiven und 12 negativen Ladungen kompensieren sich gegenseitig (das heißt, sie heben sich in ihren Wirkungen gegenseitig auf). Wenn ein Magnesiumatom nun aber zwei Elektronen abgibt, dann hat es nur noch 10 Elektronen in seiner Hülle, aber immer noch 12 Protonen im Kern. Dann würden also zwei der positiv geladenen Protonen im Kern nicht mehr von den Elektronen in der Hülle ausgeglichen werden. Deshalb würden aus den Magnesiumatomen zweifach positiv geladene Magnesium-Ionen (Kationen) werden.
Umgekehrt würden die Elektronen ja von einem Sauerstoffatom aufgenommen werden. Damit hätte das betroffene Sauerstoffteilchen zwei negativ geladene Elektronen in seiner Hülle mehr, die nicht durch die acht positiv geladenen Protonen im Kern ausgeglichen werden können. Somit würde aus dem ungeladenen Sauerstoffatom ein zweifach negativ geladenes Sauerstoff-Ion (Anion).
Die zweifach positiv geladenen Magnesium-Kationen und die zweifach negativ geladenen Sauerstoff-Anionen (= Oxid-Anionen) ziehen sich aufgrund ihrer entgegengesetzten Ladungen an. Auf jedes Magnesium-Kation kommt dann genau ein Oxid-Anion. Deshalb lautet die Verhältnisformel für Magnesiumoxid MgO.
Soweit zur Vorgeschichte. Was nun noch fehlt, um die Reaktionsgleichung vollends zu verstehen, ist, dass die kleinsten Teilchen eines Elements meistens einzelne Atome sind. So ist es zum Beispiel bei Magnesium.
Bei Sauerstoff ist es aber so, dass bei diesem Element die kleinsten Teilchen nicht einzelne Atome sind, sondern kleine Minimoleküle. Hier vereinigen sich (meistens) zwei Atome zu einem zweiatomigen Minimolekül O2. Aber wohlgemerkt: das gilt für Sauerstoff in elementarem Zustand (also ohne anderen Bindungspartner)! In Verbindungen kann Sauerstoff in allen möglichen Häufigkeiten auftreten.
Wenn du nun die Reaktionsgleichung für die Bildung von Magnesiumoxid aus den Elementen formulierst, kannst du als Wortgleichung zunächst schreiben:
Magnesium und Sauerstoff reagieren zu Magnesiumoxid.
Dann übersetzt du diese Wortgleichung in eine vorläufige Formelgleichung:
Mg + O2 ---> MgO
Und nun musst du noch dafür sorgen, dass auf jeder Seite des Reaktionspfeils die Anzahl der jeweiligen Elementsymbole gleich häufig vorkommt. Das musst du tun, weil es das Gesetz zur Erhaltung der Masse gibt, das im Grunde besagt, dass bei einer chemischen Reaktion die Summe der Massen aller Ausgangsstoffe und die Summe der Massen aller Endstoffe gleich groß ist. Es kommt also keine Masse hinzu und es geht (im Prinzip) auch keine Masse verloren.
Okay, gleichen wir aus: Links hast du 1 x Mg, rechts auch (im "MgO"). Soweit, so gut. Aber links hast du 2 x O (im "O2"), rechts nur 1 x (im "MgO"). Da du bereits weißt, dass "Mg", "O2" und "MgO" die korrekten Formeln sind, darfst du diese im Nachhinein nicht durch Indices (kleingestellte Zahlen hinter einem Elementsymbol) verändern. Was du tun kannst, um die Anzahl zu verändern, ist, einen Faktor vor eine Formel zu schreiben.
Da hier konkret rechts zu wenig "O" vorhanden ist, suchst du das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von "2" und "1". Das ist "2". Darum könntest du theoretisch links den Faktor "1" vor das "O2" setzen, aber einen Faktor "1"b lässt man weg. Rechts hingegen setzt du vor das "MgO" den Faktor "2", weil das die Anzahl von "O" verdoppelt:
Mg + O2 ---> 2 MgO
Nun hast du auf beiden Seiten gleich viel "O". Aber dummerweise hast du mit der Verdoppelung des "O"s auf der rechten Seite auch das "Mg" dort verdoppelt. Dadurch stimmt die Magnesiumbilanz nun nicht mehr. Aber das kannst du leicht korrigieren, indem du nun auch vor das "Mg" auf der linken Seite den Faktor "2" setzt. Dann erhältst du
2 Mg + O2 ---> 2 MgO
Et voilá: nun stimmt alles. Links 2 x Mg, rechts auch. Links 2 x O, rechts auch.
Aus all diesen Zusammenhängen ist die Reaktionsgleichung für die Bildung von Magnesiumoxid aus den Elementen, wie sie nun einmal ist...
LG von der Waterkant
Dankeschön, für deine wirklich ausführliche und verständliche Erklärung!
Reaktionsgleichung: 2 Mg + O2 ----> 2 MgO
Magnesiumoxid (2 MgO) entsteht durch die Reaktion von Sauerstoff (O2) auf Magnesium (2 Mg).
Sowohl Magnesium (das Elektronen abgibt) als auch Sauerstoff (der Elektronen aufnimmt) sind 2-wertig. Da Sauerstoff in Molekülform auftritt, brauchen wir 2 Magnesiumatome.
2Mg + O2 ---> 2MgO
Hallo Leonie230118
es ist zwar nicht ganz klar, welche Reaktion du meinst, aber wahrscheinlich die Umsetzung von Magnesium mit Sauerstoff.
Magnesium ist ein Element der 2 Hauptgruppe und hat zwei Außenelektronen. Gibt es diese ab, so hat das Mg^2+ die Edelgaskonfiguration/Oktett.
Sauerstoff ist ein Element der 6. Hauptgruppe, hat 6 Außenelektronen und benötigt genau diese beiden Elektronen des Magnesiums, um ebenfalls sein Oktett zu bilden.
Die Reaktionsgleichung lautet daher:
Mg + O ---> MgO
Die Sache hat nur einen Haken. Sauerstoff ist neben H2, N2 und den Halogenen ein Element, das als 2-atomiges Mini-Molekül daherkommt. Daher muss man die Gleichung korrigieren:
2 Mg + O2 ---> 2 MgO
LG