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Oxidationszahlen

Im Ethanol steckt Kohlenstoff mit −III und −I, in der Essigsäure mit +III — wie kann ein Element so viele Gesichter haben?

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Elektronen zuteilen

  • Idee:Jede Atombindung wird gedanklich wie eine Ionenbindung behandelt.
  • Zuteilen:Bindungselektronen gehen an den Partner mit der höheren Elektronegativität; gleiche Atome teilen.
  • Oxidationszahl:gedachte Ladung des Atoms nach dem Zuteilen, als römische Zahl über dem Symbol, z. B. \(\overset{-\text{II}}{\text{O}}\).
Merke

Oxidationszahl aus der Strukturformel: \(\text{OZ} = \text{Zahl der Valenzelektronen} - \text{Zahl der zugeteilten Elektronen}\)

Zuteilen: Alle Bindungselektronen gehören gedanklich dem Partner mit der höheren Elektronegativität; gleiche Atome teilen sie.

Oxidationszahl: Die gedachte Ladung eines Atoms nach dem Zuteilen, geschrieben als römische Zahl über dem Symbol, z. B. \(\overset{-\text{II}}{\text{O}}\).

Klicke jede Bindung an (oder Tab und Enter/←→): Die Bindungselektronen wandern zum linken Partner, zum rechten oder werden geteilt. Elektronegativität: H 2,20 · C 2,55 · O 3,44.

Elektronen zuteilen, Oxidationszahlen ablesen

Halte fest: Die Oxidationszahl ist die Ladung, die ein Atom hätte, wenn alle Bindungselektronen dem elektronegativeren Partner gehörten — gleiche Atome teilen gerecht.

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Regeln und Redox-Begriff

  • Elemente:OZ = 0, z. B. \(\ce{Fe}\), \(\ce{O2}\), \(\ce{S8}\).
  • Einatomige Ionen:OZ = Ionenladung, z. B. \(\ce{Fe^3+}\): +III.
  • Fluor:immer −I.
  • Wasserstoff:meist +I, in Metallhydriden (\(\ce{NaH}\)) −I.
  • Sauerstoff:meist −II, in Peroxiden −I, in \(\ce{OF2}\) +II.
  • Summenregel:Summe aller OZ = Ladung des Teilchens (Molekül 0).
Merke

Redox über Oxidationszahlen: Oxidation = Erhöhung der OZ (Elektronenabgabe) · Reduktion = Erniedrigung der OZ (Elektronenaufnahme)

Regeln: Elemente haben OZ = 0, einatomige Ionen ihre Ionenladung. Fluor hat immer −I, Wasserstoff meist +I (in Metallhydriden −I), Sauerstoff meist −II (in Peroxiden −I).

Summenregel: Die Summe aller OZ ergibt die Ladung des Teilchens (Molekül: 0).

Redoxreaktion: Hier ändern sich Oxidationszahlen; bei Säure-Base-Reaktionen bleiben alle OZ gleich.

  • Donator-Akzeptor:wie Säure und Base Protonen übertragen, übertragen Reduktions- und Oxidationsmittel Elektronen.
  • Redoxreaktion:OZ ändern sich; bei Säure-Base-Reaktionen bleiben alle OZ gleich.
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Allgemeine Hinweise

Keine echte Ladung

Mn in \(\ce{MnO4-}\) hat die OZ +VII, trägt aber keine Ladung von +7: Die OZ ist eine Rechengröße, die Ionenladung steht rechts oben am Teilchen.

Summenformel liefert Mittelwerte

Aus \(\ce{C2H6O}\) folgt für C der Mittelwert −II. Die einzelnen C-Atome (−III und −I) zeigt nur die Strukturformel.

Zum Schluss aufsummieren

Addiere alle OZ (mal Anzahl der Atome): Das Ergebnis muss die Ladung des Teilchens sein — sonst steckt ein Fehler drin.

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