Wie erstellt man die formel von Metalloxiden in Nebengruppen?

Moin!

Ich schreibe demnächst eine kurzkontrolle in Chemie. Der Schwerpunkt der Kontrolle liegt bei der Benennung von Formeln von Metalloxiden... ist ja soweit ich weiß von der Wertigkeit abhängig welche durch die hauptgruppen nummern ermittelt werden.

Ich weiß nur leider nicht wie man da bei den nebengruppen vorgeht und wie man die Wertigkeiten der Elemente in Nebengruppen ermittelt.

Kann mir das jemand erklären?

Ich hoffe auf hilfreiche Antworten :)

LG

Answer 1

[DedeM]

Moin,

das könnte ich dir erklären, aber dazu müsstest du wenigstens ein bisschen etwas vom Orbitalmodell des Atombaus verstehen. Es würde also schon etwas dauern, die Grundlagen zu erklären, bevor wir dann zu der Erklärung für die Bildung der häufigsten Oxidationsstufen von Nebengruppenelementen kommen könnten.

Da ist es viel leichter für dich, von den am häufigsten vorkommenden Nebengruppenelementen eine Liste zu erstellen und die dann einfach auswendig zu lernen, zumal ihr offenbar noch mit dem Konzept der „Wertigkeit” arbeitet (das nur mäßig gut ist).

Wie könnte eine solche Liste aussehen? Zum Beispiel so:

Vierwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Ti⁴⁺
• Os⁴⁺
• Ir⁴⁺
• Pt⁴⁺

Dreiwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Fe³⁺
• Cr³⁺
• Rh³⁺
• Au³⁺
• Ir³⁺

Zweiwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Mn²⁺
• Fe²⁺
• Ni²⁺
• Cu²⁺
• Zn²⁺
• Pd²⁺
• Ag²⁺
• Cd²⁺
• Pt²⁺
• Hg²⁺

Einwertige Nebengruppen-Metallionen:

• Cu⁺
• Rh⁺
• Hg⁺

Das sind gerade einmal 22 Elemente. Einige kommen sogar mit zwei verschiedenen Oxidationsstufen vor (siehe zum Beispiel Eisen, Fe, Platin, Pt, Rhodium, Rh, Quecksilber, Hg oder Kupfer, Cu...).

Eine vollständigere Liste findest du zum Beispiel hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Oxidationsstufen_der_chemischen_Elemente

Aber wie gesagt, die meisten Nebengruppenelemente kommen in der Schulchemie gar nicht vor, so dass du auch deren „Wertigkeiten” nicht zu kennen brauchst.

Ein anderer Weg, die „Wertigkeit” eines Nebengruppenelements zu erkennen, besteht darin, den Namen zu kennen.

So erkennst du beispielsweise am Namen „Eisen(III)-oxid”, dass die darin enthaltenen Eisen-Ionen als Fe³⁺ auftreten, weil die römische Zahl III im Namen genau das bedeutet. Entsprechend sind im Eisen(II)-oxid Fe²⁺-Ionen vorhanden.

Analoges gilt dann auch für beispielsweise Kupfer(II)-oxid und Kupfer(I)-oxid. Einmal sind es Cu²⁺-Ionen, das andere Mal Cu⁺-Ionen...

Und schließlich kannst du die Wertigkeiten der Nebengruppen-Metallionen auch aus Formeln ermitteln. Eisen(III)-oxid hat zum Beispiel die Formel Fe₂O₃. Da Sauerstoff ein Hauptgruppenelement ist und du somit dessen „Wertigkeit” aus der Hauptgruppen-Nummer ermitteln kannst (Oxidationsstufe –II → 2-wertig), kannst du an der Formel erkennen, dass auf zwei Eisen-Kationen drei Oxid-Anionen kommen. Dann rechnest du

3 • 2-wertig = 2 • x-wertig

x-wertig = 6-wertig ÷ 2
x-wertig = 3-wertig

Und wieder kommst du darauf, dass in Eisen(III)-oxid dreiwertige Fe³⁺-Ionen vorkommen...

Wie gesagt, das Auswendiglernen von „Wertigkeiten” der in der Schulchemie häufig vorkommenden Nebengruppenelemente ist am einfachsten...

Viel Spaß dabei (und viel Erfolg bei der Prüfung).

LG von der Waterkant

Answer 2

[Picus48]

Das ist tatsächlich etwas schwierig und ich wüsste nicht, dass es dazu ein Univeralrezept gibt, die bevorzugten Oxidationsstufen zu ermitteln. Das einzige ist hier vielleicht, dass neben vollbesetzten Orbitalen auch eine gewisse Stabilität erreicht wird, wenn alle Valenzelektronen ihre gesamten Orbitale einfach besetzen. Aber wer weiß schon ohne im PSE nachzuschauen die Elektronenkonfiguration sämtlicher Elemente? Für einige prominente Elemente weiß man halt irgendwann die bevorzugten Oxidationsstufen.

• Cu +I, +II
• Fe +II, +III
• Ag +I
• Mn +II, +IV, +VI, +VII
• Au +III
• Sn +II, +IV usw.