Oxidationszahlen (I)

Die Oxidationszahl zeigt an, wie viele Elektronen ein Atom in einer Verbindung aufgenommen oder abgegeben hat. Positive Oxidationszahlen (+) zeigen eine Elektronenabgabe an, negative Oxidationszahlen (-) eine Elektronenaufnahme. Die Oxidationszahlen dienen bei Redoxreaktionen dazu, die Vorgänge besser zu erkennen. Die Übertragung der Elektronen von einem Atom auf ein anderes zeigt sich daran, dass sich die Oxidationszahl des einen (das Elektronen abgibt) erhöht, die des anderen (das Elektronen aufnimmt) erniedrigt. Oxidationszahlen werden in römischen Ziffern über dem Atom angegeben. Die Oxidationszahl lässt sich leicht mit Hilfe folgender Regeln herleiten:

1.Atome im elementaren Zustand haben die Oxidationszahl

Null.

2. Bei Ionenverbindungen ist die Oxidationszahl eines Elementes identisch mit seiner Ionenladung.

Bsp: Na+ = Na +I

3.Die Summe der Oxidationszahlen aller Atome einer mehratomigen Verbindung ist gleich Null.

Bsp: H2O = 0

4.Die Summe der Oxidationszahlen aller Atome eines mehratomigen Ions ist gleich der Gesamtladung dieses Ions.

Bsp: SO42- = -II

5.Bei Strukturformeln und Elektronenpaarbindungen werden die Elektronen dem elektronegativeren Partner zugerechnet und wie bei Ionen mit Oxidationszahlen beschrieben.

Bsp: H2O......2H=2x +I.....O=-II

6.Die meisten Elemente treten in mehreren Oxidationsstufen auf.

Oxidationszahlen können nicht nur zur Deutung sondern auch zu Vorhersage von Reaktionen genutzt werden. Formal sind allen Elementen des PSE ihre möglichen Oxidationsstufen zugeordnet worden. Dadurch lassen sich mögliche Reaktionen aufstellen.

Bsp: 2Fe (+II) + 2O(-II) -> 2FeO

2 Fe (+II) geben 4 Elektronen an 2O(-II) ab.

Warum 4 Elektronen? Sauerstoff kommt immer als O2 vor, somit hat man 2-mal O(-II) und braucht 2 spendende Fe (+II). Es entstehen zwei FeO.

Man unterscheidet häufige und weitere Oxidationsstufen. Hier einige häufigste Oxidationszahlen der gängigsten Elemente. Alle Oxidationszahlen findet man in unserem Periodensystem .

Wasserstoff

+I

Alkalimetalle

+I

Erdalkalimetalle

+II

Eisen

+III

Kupfer

+II

Chrom

+III

Aluminium

+III

Kohlenstoff

-IV / + IV

Stickstoff

-III

Phosphor

+V

Sauerstoff

-II

Schwefel

+VI

Halogene

-I

Die höchsten bisher beobachteten Oxidationstufen sind +8 in OsO4 und -5 in Verbindungen mit Gruppe-13-Elementen (Bor und Gallium). Die größte Spanne von Oxidationszahlen ist bisher mit 10 bei schwereren Übergangsmetallen wie Os (Os2- bis Os8+) gefunden worden

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