Oxizahl - Zusammenfassung Anorganische Chemie PDF

Preview

Summary

Ermittlung von Oxidationszahlen
Die Summe der Oxidationszahlen der Atome in einem Molekül-Ion ist gleich seiner Gesamtladung VerbindungGesamtladung
Oxidationszahlen Cr2O7 2- 2muss II ergeben PO...

Description

1 Ermittlung von Oxidationszahlen ·

Die Summe der Oxidationszahlen der Atome in einem Molekül-Ion ist gleich seiner Gesamtladung Verbindung

Gesamtladung

S Oxidationszahlen

-2

muss – II ergeben

3-

-3

muss – III ergeben

H3O +

+1

muss + I ergeben

Cr2O7 2PO4

__________________________________________________________________________________________ ·

Bei einem neutralen Molekül muss die Summe der Oxidationszahlen Null sein. Verbindung

Gesamtladung

S Oxidationszahlen

H2O

Null

muss Null ergeben

NaCl

Null

muss Null ergeben

Fe2O3

Null

muss Null ergeben

__________________________________________________________________________________________ ·

Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl gleich der Ladung. Einatomiges Ion

Ladung

Oxidationszahl

+

+1

ist + I

Fe 3+

+3

ist + III

-

-1

ist - I

Na

Br

__________________________________________________________________________________________ ·

Jedes freie Element oder ein Atom im elementaren Zustand hat die Oxidationszahl Null. 0

0

0

0

Fe

Al

H2

S8

__________________________________________________________________________________________ ·

In nichtmetallischen Verbindungen hat Wasserstoff die Oxidationszahl +I. +I

+I

HCl

H2 O

+I

NH3

Ausnahme: In Metallhydriden ist die Oxidationszahl für den Wasserstoff -I. –I

–I

PbH4

LiH

__________________________________________________________________________________________ ·

In Verbindungen hat der Sauerstoff die Oxidationszahl -II. –II

H2 O

–II

–II

CO2

NO3

2 Ausnahme: In Verbindungen, in denen der Sauerstoff kovalente Bindungen O-O bildet, bekommt er die Oxidationszahl -I. –I

–I

–I

H2 O2

Na2O 2

BaO2

Bei Sauerstofffluoriden hat er die Oxidationszahl +II. +II

OF2 In Ozoniden (O3¯ ) kommt jedem Sauerstoff die formale Oxidationszahl von -1/3 zu, da mehrere mesomere Grenzstrukturen möglich sind. In Hyperoxiden (O2¯-Anion ) wird eine mittlere Oxidationszahl von -1/2 erhalten. Da Bruchzahlen nicht als römische Ziffern geschrieben werden, benutzt man in diesem Fall arabische Ziffern. Gebrochene Oxidationszahlen sind eine Folge der Struktur des Moleküls. __________________________________________________________________________________________ ·

Liegen kovalente Bindungen vor, so werden den einzelnen Atomen hypothetische Ionenladungen zugeschrieben. Hierbei werden dem elektronegativeren Bindungspartner die Bindungselektronen zugeteilt. Die erhaltene formale Ladung, entspricht dann der Oxidationszahl. Liegt eine Verbindung vor, in der gleiche Bindungspartner auftauchen, so wird jedem die Hälfte der Bindungselektronen zugewiesen.

Verbindung

Imaginäre Ionenladung H+,

H2O

O2–,

Oxidationszahl +I -II

H+

H2 O

H2O2

H+, O–, O–, H+

+I – I

HNO3

H+, N5+, 3 O2–

+I +V –II

H2O2 H N O3

__________________________________________________________________________________________ ·

Halogene haben die Oxidationszahl –I. +I – I

+I – I

NaCl

KBr

Davon ausgenommen sind die Sauerstoffverbindungen der Halogene (denn, wie schon erwähnt, bekommt der Sauerstoff die Oxidationszahl –II) und Verbindungen mit stärker elektronegativen Atomen: Fluor als das elektronegativste Element hat in Verbindungen immer die Oxidationszahl –I. Ansonsten bekommt das Element mit der geringeren Ordnungszahl innerhalb der Gruppe der Halogene, also das elektronegativere, die Oxidationszahl –I

+I +I – II

+I +V – II

+I +VII – II

+III –I

+I –I

HClO

HClO 3

H Cl O 4

ClF3

I Br

3 Oxidationszahlen in organischen Verbindungen Bei der Ermittlung der Oxidationszahl in organischen Verbindungen gibt es einige Sonderregeln.

Die

Oxidationszahl

des

C-Atoms

ist

variabel,

sie

wird

durch

den

Bindungspartner oder die funktionelle Gruppe definiert. Die Summe der Oxidationszahlen entspricht der Ladung des Teilchens (Atom, Ion, Molekül). In neutralen Verbindungen ist die Summe der Oxidationszahl deshalb Null. ·

Elementen kommt die Oxidationszahl Null zu.

·

Die Elektronen von polarisierten Elektronenpaarbindungen werden formal dem elektronegativeren Atom zugeordnet.

·

Für die Ermittlung der Oxidationszahl eines Kohlenstoffatoms gelten Sonderregeln:

1. Liegt eine Bindung zu einem gleichen Bindungspartner vor, so wird diese nicht gezählt. 2. Für jede Bindung zu einem elektronegativeren Partner und auch für jede negative Ladung wird +1 addiert. Doppelbindungen zählen dabei zweifach. 3. Für jede Bindung zu einem elektropositiveren Partner und auch für jede positive Ladung wird -1 addiert. Doppelbindungen zählen wieder zweifach. 4. Die Oxidationszahl des C-Atoms ist also von der Bindungsordnung (Einfach-, Doppel-, Dreifachbindungen) und von den Substituenten abhängig. 5. Jede Bindung zu einem H-Atom zählt –1, während jede Bindung, egal ob Doppel- oder Einfachbindung, zu einem weiteren C-Atom nicht zählt. Für jede Bindung zu Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Halogen-Atomen usw. wird +1 addiert. __________________________________________________________________________________________ Bei der Addition von Brom an Propen kommen den einzelnen C-Atomen folgende Oxidationszahlen zu:

H H H C C C H -III -I

H Br H

H + Br-Br

H

H

C C C

H

H H Br

-II

-III 0 -I

__________________________________________________________________________________________ Ein weiteres Beispiel ist die Oxidation von Ethanol zu Acetaldehyd durch Dichromat: H

3

H3C

C

O

OH

+ Cr2O72- +3 H+

C

+

2 Cr 3+ + 7 H2O

H

H

-I

3 H3C

+VI

+I

+III...