Wie kommt man auf Al203
Wenn man keine Grundkenntnisse in Chemie bezüglich des Atomaufbaus und des Periodensystems hat, dann ist die einzige Möglichkeit, das einfach wie Vokabeln zu lernen: Aluminium(tri)oxid = Al2O3
Wenn man weiß, dass Aluminium ein Metall ist und in der 3. Hauptgruppe des PSE steht, dann weiß man damit auch, dass es 3 Valenzelektronen hat, die bei einer ionischen Bindung an einen Reaktionspartner (hier Sauerstoff) abgegeben werden. Sauerstoff ist der elektronegativere Reaktionspartner und nimmt diese Elektronen auf. Da der Sauerstoff in der 6. Hauptgruppe steht, weiß man, dass er 6 Valenzelektronen hat und somit zur Bildung einer vollbesetzten Achterschale 2 Elektronen aufnehmen kann. Das Al wird durch die Abgabe der 3 Elektronen zum Kation:
Al --> Al³⁺ + 3 e⁻ (Oxidationsraektion) (1)
Der Sauerstoff nimmt 2 Elektronen auf und wird zum Anion:
O + 2 e⁻ --> O²⁻ (Reduktionsreaktion) (2)
Nun besteht das Dilemma, dass die Elektronenbilanz nicht stimmt. Das behebe ich provisorisch, indem die Reduktionsreaktion (2) mit dem Faktor 1,5 erweitert wird:
1,5 O + 3 e⁻ --> 1,5 O²⁻ (3)
Dann werden (1) und (3) zur Redoxgleichung addiert.
Al + 1,5 O + 3 e⁻--> Al³⁺ + 3 e⁻ 1,5 O²⁻ (4)
Die Elektronen kürzen sich - wie beabsichtigt - raus und die Bilanz stimmt schon mal.
Al + 1,5 O --> Al³⁺ + 1,5 O²⁻ (5)
Nun müssen nur noch die nicht-ganzzahligen, stöchiometrischen Faktoren verschwinden. Das machen wir mit einer Erweiterung mit dem Faktor 2:
2 Al + 3 O --> 2 Al³⁺ + 3 O²⁻ (6)
Das kann man auch so schreiben:
2 Al + 3 O --> Al2O3 (7)
Dann stört nur noch der atomare Sauerstoff (3 O), weil dieser ja, wie man als geneigter Schüler weiß, in Natura immer bimolekular als O2 daherkommt. Das beheben wir durch eine zweite Erweiterung mit dem Faktor 2:
4 Al + 3 O2 --> 2 Al2O3 (8)
Redoxgleichung (8) ist nun perfekt.