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Oxidationszahl

Einleitung

Die Oxidationszahl (auch elektrochemische Wertigkeit) gibt an, wie stark die Elektronendichte eines Stoffes gegenüber dem Normalzustand abweicht.

Im Normalzustand hat jedes Element die Oxidationszahl \( 0 \).

$$ \overset{0}{\ce{H}} \qquad \overset{0}{\ce{Cr}} \qquad \overset{0}{\ce{Fe}} \qquad \overset{0}{\ce{Cl}} $$

Oxidationszahlen am Beispiel Eisen

In welchen Oxidationszuständen Eisen vorkommt kann man mit Hilfe des Periodensystems der Elemente herausfinden. Für das Element Eisen ist dort angegeben: 2, 3, 4, 6. Häufige Oxidationszustände werden im PSE fettgedruckt.

Damit das Eisen obige Oxidationszustände erreicht, muss es Elektronen abgeben:

$$ \overset{0}{\ce{Fe}} \ce{->} \overset{2}{\ce{Fe}} {}^{2+} + \ce{2e-} $$ $$ \overset{0}{\ce{Fe}} \ce{->} \overset{3}{\ce{Fe}} {}^{3+} + \ce{3e-} $$ $$ \overset{0}{\ce{Fe}} \ce{->} \overset{4}{\ce{Fe}} {}^{4+} + \ce{4e-} $$ $$ \overset{0}{\ce{Fe}} \ce{->} \overset{6}{\ce{Fe}} {}^{6+} + \ce{6e-} $$

Oxidationszahlen am Beispiel Chlor und Sauerstoff

Laut dem PSE ist der häufigste Oxidationszustand von Chlor \( -1 \) und von Sauerstoff \( -2 \).

Damit die Stoffe die obigen Oxidationszuständen erreichen, müssen Sie Elektronen aufnehmen:

$$ \overset{0}{\ce{Cl}} {}_{2} + \ce{2e-} \ce{->} 2 \, \overset{-1}{\ce{Cl}} {}^{-} $$ $$ \overset{0}{\ce{O}} {}_{2} + \ce{4e-} \ce{->} 2 \, \overset{-2}{\ce{O}} {}^{2-} $$

Liste mit häufigen Oxidationszahlen

Wie oben beschrieben, kann man die möglichen Oxidationszustände von Elementen mit Hilfe des Periodensystems herausfinden. Um dies zu vereinfachen, folgt nun eine Liste mit einigen wichtigen chemischen Elementen und ihren häufigsten Oxidationszuständen.

Stoff Symbol Stoff Symbol
Aluminium Al 3 Nickel Ni 2
Antimon Sb 0, 3 Niob Nb 5
Arsen As 0, 3, 5 Phosphor P 5
Barium Ba 2 Platin Pt 0, 4
Beryllium Be 2 Quecksilber Hg 0, 1, 2
Blei Pb 2, (4) Sauerstoff O -2
Bor B 3 Schwefel S -2, 0, 6
Calcium Ca 2 Silber Ag 0, 1
Cer Ce 3 Silizium Si 4
Chlor Cl -1 Stickstoff N -3, 5
Chrom Cr 3, 6 Strontium Sr 2
Eisen Fe (0), 2, 3 Tantal Ta 5
Fluor F -1 Thorium Th 4
Gold Au 0, 1 Titan Ti 4
Hafnium Hf 4 Uran U 4, 6
Kalium K 1 Vanadium V 3, (4), 5
Kobalt Co 2, 3 Wasserstoff H 1
Kohlenstoff C 0, 4 Bismut Bi 0, 3
Kupfer Cu 0, 1, 2 Wolfram W (4), 6
Lithium Li 1 Yttrium Y 3
Magnesium Mg 2 Zink Zn 2
Mangan Mn 2, 3, 4 Zinn Sn (2), 4
Molybdän Mo 4, 6 Zirkonium Zr 4

Quellen