oxzahlen

Oxidationszahlen

Da es oft schwierig und öfters auch unmöglich ist den Elektronentransfer bei einer chemischen Reaktion allein aus der Reaktionsgleichung zu erschließen, hat man die Oxidationszahl (OZ) eingeführt und benützt diese neben anderem zum Aufstellen von Redoxgleichungen. Die OZ hat im Grunde mit der Elektronegativität zu tun und es ist von Vorteil, sich bei der Beschäftigung mit ihnen eine EN-Tabelle bereitzulegen oder die Stellung der Elemente im PSE zu kennen. Man gelangt zu den Oxidationszahlen, wenn man sich die aufbauenden Elemente in einer Verbindung vollkommen in Ionen zerfallen vorstellt. Ist die Verbindung nach außen neutral, so muß auch die Summe der Oxidationszahlen in einer solchen Spezies Null sein. Hat man es mit einatomigen Ionen zu tun, so entspricht die Ionenladung der Oxidationszahl. Bei zusammengesetzten Ionen muß zur Bestimmung der OZen der enthaltenen Elemente die Ionenladung berücksichtigt werden. Die Summe der Oxidationszahlen ist dann nicht Null, sondern entspricht der Ionenladung des zusammengesetzten Ions. Elemente erhalten nach Definition die OZ Null. Sind die Elemente doppelatomig, bekommt jedes beteiligte Element die OZ Null.
Oxidationszahlen werden mit römischen Zahlen bezeichnet, denen man die Ladung voranstellt.
Die OZ bezieht sich immer auf ein einzelnes Element.

Definition nach IUPAC

Die Oxidationszahl eines Elements in irgend einer chemischen Einheit gibt die Ladung an, die ein Atom des Elements haben würde, wenn die Elektronen jeder Bindung an diesem Atom dem jeweils stärker elektronegativen Atom zugeordnet werden.
 

Um die OZ der einzelnen Elemente in chemischen Verbindungen zu bestimmen bedient man sich der im folgenden hier sehr vereinfachten hierarchischen Ordnung mit ihren Regeln
 
1) Elemente haben die OZ Null. Ist das Element ein doppelatomiges
    Molekül, so erhält jedes Atom die OZ Null

2) Metallionen, auch B und Si, und Nichtmetallionen (nicht
    zusammengesetzte) erhalten ihre Ionenladung

3) H erhält die OZ +I (Ausnahme: in Hydriden, OZ -I)

4) O erhält die OZ -II (Ausnahme: in Wasserstoffperoxid, OZ -I)

5) F erhält die OZ -I

6) Organische Verbindungen sehr sehr vereinfacht:

a) C-C Bindungen zählen nicht
b) es gelten die Regeln oben
 
Am sichersten ist es, wenn man streng nach der IUPAC-Definition (siehe oben) vorgeht.
 

Übungsaufgaben

Aufgabe 1
Welche Oxidationszahlen haben die Elemente im Natriumdihydrogenphosphat NaH2PO4?  

Aufgabe 2
Welche OZ haben die Elemente in nachfolgenden Verbindungen?
NaCl, HCl, O2, Na2S, FeSO4, KMnO4, K2Cr2O7, OsO4, HClO4, Ca(ClO4)2, NO, NO2
 
Aufgabe 3
Welche OZ haben die Elemente in nachfolgenden Ionen?
Br-, JO3-, SO42-, Al3+, ClO-, Ba2+, CO32-, NO2-, NO3-, MnO4-, ClO3-, SO32-