Stabile Oxidationsstufen?
Hallo Leute,
wie gehe ich genau vor wenn ich alle stabilen Oxidationsstufen von einem Element bestimmen will? Ich weiß dass es energetisch sinnvoll ist wenn die Schalen leer, halbvoll oder voll besetzt sind.
Also angenommen ich will die Stabilen Oxidationsstufen von Zn bestimmen, dann weiß ich ja wenn ich die Elektronenstruktur mit Pauli und Hund aufstelle, dass gilt: [Ar] 4s^(2) 3d^(10)
Komme ich so weiter?
(PS.: Das ist keine Hausaufgabe! Sonst nerven hier wieder alle rum von wegen ich soll meine Hausis selber machen usw... Ich lerne gerade auf eine Klausur und habe mir die Aufgabe selbst gestellt)
3 Antworten
Ich würde nicht das Zink als Beispiel nehmen, da es erstens schon etwas komplizierter aufgebaut ist und nur in einer stabilen Oxidationsstufe (+II) auftritt.
Es bieten sich Stickstoff oder Schwefel und da die verschieden möglichen Oxide an .
Diese müsste man experimentell untersuchen wie stabil (z. B. beim Erhitzen) sie sind. Einfacher ist es in einer Datenbank diese Ergebnisse abzufragen, um die Stabilität der einzelnen Oxidationsstufen zu bekommen.
Am Besten lässt sich das anhand von Beispielen zusammenfassen(ich mach's ein bisschen ausführlicher, damit auch andere es verstehen können, die z.B. die Frage via Google finden):
Mangan hat die Elektronenkonfig. von 3d5 4s2. Heißt wenn man z.B. Mn(II) wäre sehr stabil, denn dann hätten wir 3d5 4s0. Beim Braunstein Mn(IV) hätten wir 3d3 kann man mittels der Ligandenfeldtheorie(bin mir da aber nicht zu 100% sicher) erklären. Dann gibt es ja noch das Mn(VII), dass mit 3d0 Edelgaskonfig hat. Des Weiteren wird Mn(VII) durch pi-Donatoren, wie O^2- stabilisiert.
Gucken wir uns Kupfer an. Elektronenkonfig ist 3d10 4s1. Da kommt bei vielen die Verwirrung, da Cu(I) mit 3d10 4s0 stabiler sein muss, als bei Cu(II) mit 3d9 4s0. Das konnte so gar mein Lehrer nicht beantworten. Erst durch langes Stöbern in meiner Literatur fand ich heraus, dass Cu(II) wesentlich stabilere Komplexe mit Wasser bildet, und man geht bei so was generell im wässrigen Medium aus. Heißt Cu(II) ist im wässrigen Medium stabiler als Cu(I).
Nehmen wir zum Schluss noch Zink. Zink hat 3d10 4s2. Einfacher wir ziehen 2e^- ab, erhalten ein doppelt positiv geladenes Zinkion mit 3d10 4s0. Eine höher oxidierte Spezies des Zinks ist mir nicht bekannt.
Was kann ich abschließend dazu sagen. Entweder man lernt ganzen Ranz auswendig oder schlägt nach, denn ständig mir da irgendwas zusammenzureimen ist nervig und kostet nur unnötig Zeit.
Jo, so kommst du weiter:
4s^2 3d^10 sind zwei voll besetzte Orbitale. Wenn du zwei Elektronen abziehst, kommst du auf
4s^0 3d^10 (=> Zn^2+) Das sind ein volles und ein leeres Orbital. Also stabil.
Mit solchen Überlegungen kommst du i.d.R. immer zum Ziel. In der Klausur würde ich aber einfach in der Formelsammlung deines Vertrauens nachschlagen, welche Oxidationszahlen möglich sind.
LG
MCX
Ok und wie würde ich dann bei Ti vorgehen z.B. (von Argon aus gesehen) [Ar] 4s^2 3d^2?