Warum geht beim NO3 nur das eine Sauerstoff eine doppelbindung ein?
die oxidationszahlen für n sollte doch + 4 und für 2 o Atome -1 und für einen sauerstoffatom -2 sein oder lieg ich falsch?
1 Antwort
Wir reden hier vom Nitrat-Anion NO3^- oder? Genau genommen hat das gar keine richtige Doppelbindung, sondern sieht so aus:
Der Einfachheit halber zeichnet man es meist mit einer Doppel und 2 Einfachbindungen (weil Stickstoff ja nur 4 bindig sein kann)
Die Oxidationszahlen sind dabei für alle Sauerstoffatome im Molekül wie immer -2. Da man auf eine Gesamtladung von -1 kommen muss, hat der Stickstoff hier also die Oxidationszahl +5.
Jein. Das mit den Bindungen im Nitrat ist wie gesagt eine Konvention. Vor allem um klar zu machen, wie die Ladungen zustande kommen. 2 einfach gebundene O^-, dann das eine doppelt gebundene O ohne Ladung und der 4 bindige Stickstoff mit einer positiven Ladung.
Wie viele Bindungen ein Atom eingehen kann, liegt nur bedingt an der Anzahl seiner Valenzelektronen (aber die sind ein limitierender Faktor, ja). Es kommt vor allem auf die Orbitale und deren energetische Lage an. Ab hier wirds jetzt kompliziert:
Beim Stickstoff könnte man meinen, er könne 5 Bindungen eingehen (schließlich kann Phosphor das ja auch) Allerdings ist Stickstoff schlichtweg zu klein, um 5 andere Atome mit Einfachbindungen um sich herum zu lagern. Daher müssen Doppelbindungen her. Im Nitrat ist das aber nicht eine lokalisierte Doppelbindung (oder 2 bei 5-bindigem N).
Das ist jetzt schwer zu beschreiben. Eine Doppelbindung sieht im Orbitalmodell so aus https://de.wikipedia.org/wiki/Doppelbindung#/media/Datei:Doppelbindung1.png
Das was da als sp^2 betitelt ist, ist die normale Einfachbindung. Die zweite Bindung bei einer Doppelbindung kommt dann von den pz-Orbitalen (Diese beiden Keulen, die da nach oben stehen bei den beiden Atomen im Bild).
Was jetzt im Nitrat passiert, ist, dass das pz des Stickstoffs mit den pz von allen drei Sauerstoffatomen wechselwirkt (Also quasi dreimal das was man in dem Bild sieht). Die sind dadurch delokalisiert.
Du verteilst also die 4 Elektronen auf 3 Bindungen statt auf 2. Man kann sie also als drei 2/3-Bindungen sehen. Das heißt 1,3 Bindungen pro Sauerstoff, was insgesamt 5 Bindungen beim Stickstoff macht.
Das was kursiv geschrieben ist, musst du für die Schule nicht wissen. Du kannst dir einfach das normal geschriebene merken. Und für die Schule reicht, dass N maximal 4-bindig ist.
Der Stickstoff hat doch 5 valenzelektronen und kann somit auch 5 Bindungen eingehen oder etwa nicht?