Kann ein Chemie Experte mir helfen?(Oxidationszahlen)?

Moin, Marie...

zunächst einmal: Ich helfe dir wirklich gerne, aber deine Freundschaftsanfrage werde ich ablehnen. Ich freue mich zwar darüber, aber ich sehe in solchen virtuellen Freundschaften überhaupt keinen Sinn. Du siehst, es liegt nicht an dir, sondern ausschließlich an mir. Sei also nicht böse deshalb...

Doch nun zu deinem Problem.

Es gibt ein paar Regeln, um die Oxidationsstufen (und damit die Oxidationszahl) von Elementsymbolen in chemischen Formeln zu ermitteln.

Die Regeln, die hier eine Rolle spielen, sind:

• In einer Atombindung wird ein bindendes Elektronenpaar stets dem Bindungspartner vollständig zugesprochen, der die größere Elektronegativität (EN) hat (egal, wie klein der EN-Unterschied ist).
• Ist die Elektronegativität genau gleich (Bindung zwischen zwei gleichen Atomsorten), wird das bindende Elektronenpaar gerecht geteilt, das heißt, jeder Bindungspartner bekommt ein Elektron zugesprochen.
• Die Oxidationszahl stimmt mit der Ladung des betrachteten Teilchens überein.

Dann schauen wir uns doch mal deine gelb eingekreisten Fälle an:

Im Propan-1-ol ist das fragliche C-Atom mit einem anderen C-Atom verbunden, dann noch mit zwei H-Atomen und mit einem O-Atom.

Die EN-Werte der beteiligten Atome sind:

EN(H): 2,2
EN(C): 2,5
EN(O): 3,5

Dann erhält das C-Atom die beiden bindenden Elektronenpaare zu den beiden H-Atomen komplett zugesprochen, weil C die größere EN hat. Das Elektronenpaar zum O-Atom wird dem O-Atom zugeteilt, weil hier O die größere EN hat.
Die EN von C und C ist natürlich exakt gleich groß. Deshalb erhält das fragliche C-Atom noch ein weiteres Elektron aus dieser Bindung zugesprochen.
Das macht insgesamt (2 + 2 + 0 + 1 =) 5 Elektronen nach der Zuteilung.

Wenn du das nun mit einem C-Atom vergleichst, das gar keinen Bindungspartner hat, dann hat dieses ungebundene C-Atom 4 Valenzelektronen (C ist in der vierten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, das heißt, dass seine Atome vier Valenzelektronen haben, weil die Nummer der Hauptgruppe der Anzahl an Valenzelektronen entspricht).

Das bedeutet wiederum, dass ein ungebundenes C-Atom 4 Valenzelektronen hat, während das C-Atom, das du eingekreist hast, nach der Aufteilung der Bindungselektronen 5 Valenzelektronen hat. Das ist so, als hätte dieses C-Atom durch die Bindungen ein Elektron aufgenommen. Ein Elektron ist aber ein negativer Ladungsträger. Darum hat dieses C-Atom nach der Zuteilung formal die Ladung 1–. Und weil die Oxidationszahl mit der Ladung eines betrachteten Teilchens übereinstimmen muss, hat dieses C-Atom folglich die Oxidationszahl –I. Hast du das verstanden?!

Okay, dann schauen wir uns den zweiten Fall im Propanal an:

Hier ist das C-Atom, das du gelb eingekreist hast, mit einem H-Atom und einem C-Atom über eine Einfachbindung und mit einem O-Atom über eine Doppelbindung verbunden. An den EN-Werten hat sich nichts geändert. Darum erhält auch hier das C-Atom die beiden Bindungselektronen zum EN-schwächeren H-Atom vollständig zugesprochen. Aus der Bindung zum anderen C-Atom bekommt es ein Elektron. Die beiden Elektronenpaare aus der Doppelbindung zum O-Atom gehen aber wieder komplett an das elektronegativere O-Atom.
Das macht insgesamt (2 + 1 + 0 =) 3 Elektronen.
Hier zeigt der Vergleich mit einem unverbundenen C-Atom, dass diesmal ein Elektron weniger vorhanden ist (ungebunden 4 Valenzelektronen, das verbundene C-Atom hat hier nach der Zuteilung nur noch 3 Elektronen). Aber wenn das C-Atom nur noch 3 Elektronen hat, ist das formal so, als hätte es im Vergleich zu einem ungebundenen C-Atom ein Elektron abgegeben. Das ergibt formal die Ladung 1+ und führt dadurch zur Oxidationszahl +I.

Wenn du die beiden C-Atome im Propnan-1-ol und Propanal direkt miteinander vergleichst, hat sich die Oxidationszahl sogar um zwei erhöht (von –I auf +I).

Wenn du auch das nachvollziehen konntest, bin ich sicher, dass du jetzt die Oxidationszahl des gelb umkreisten C-Atoms im Propansäuremolekül alleine bestimmen UND begründen kannst, oder?! Versuche es einmal. Wenn du es immer noch nicht alleine schaffst, helfe ich gerne noch einmal... Aber ich glaube, das wird nicht mehr nötig sein. Ich glaube fest an dich!

LG von der Waterkant

Es gibt eine einfache Regel, um eine OZ von einem Kohlenstoffstome in einer organischen Verbindung zu bestimmen:

man muss die Zahl der Bindungen an Wasserstoff von der Zahl der Bindungen an die Atome, die größere Elektronegativität als C (zB. O,Cl,Br,N usw) haben, abziehen.

Z.b. CH3-OH. Kohlenstoffatom hat 3 Bindungen an Wasserstoff und eine Bindung an Sauerstoff.1-3= -2

Deine Beispiele: 1) gelbe Kohlenstoff: 1 Bindung zu O, zwei Bindungen zu H (C-C Bindung rechnen wir nicht). 1-2= -1

2) 2 Bind. zu O ,1 Bind. zuH: 2-1=+1

3) drei Bindungen zu Sauerstoff, keine Bindung zu H. 3-0=+3

Das ist das Ergebnis einer Oxidation. Oxidation ist immer Elektronen abgabe und dabei ändert sich somit die Oxidationsstufe zum positiven. Nun ist es so, dass zu Oxidation auch ein Oxidationsmittel wie Sauerstoff gehört und die Elektronen aufnimmt.

Wenn man Propanol, ein Alkohol, oxidiert dann entsteht eben Propanal, ein Aldehyd. Dieses kann man weiter oxidieren zu Carbonsäuren, wie hier Propansäure.