Reaktionsgleichung Chemie Phosphor + Sauerstoff?
Bei der Reaktionsgleichung von Phosphor + Sauerstoff wird anscheinend Phosphor 5 wertig. Warum ist das so, Phosphor steht in der 5. Hauptgruppe des Periodensystems, warum nimmt man dann nicht die 3 Wertigkeit? Normalweise ist die Formel P2 O5, warum nicht P2 O3?
Liegt das daran, dass es mit Sauerstoff reagiert und hier die Wertigkeit immer die Hauptgruppe ist bzw. der Hauptgruppennummer entspricht?
Wenn ich Cl + O reagieren lasse, komme ich ja auch auf Cl2 O7, oder? Lässt man dann aber Cl mit H reagieren, wäre es doch theoretisch Cl1 H1, oder?
2 Antworten
So einfach ist das leider nicht. Zunächst mal muss erwähnt werden, dass wenn man Phosphor verbrennt immer Tetramere erhalten werden. Also dann P4O6 bzw. P4O10.
Wozu das reagiert, hängt von deinen Bedingungen ab. Und bei Hauptgruppenelementen kann man nicht immer mit der Wertigkeit argumentieren. Es gibt auch viele Verbindungen, bei denen Chlor, Brom und Iod auch 3 bzw. 5 bindig sind. Das kommt nunmal vor und ist aus dem Stehgreif nicht so einfach zu erklären (ich gehe mal davon aus, dass du noch zur Schule gehst). Cl2O7 wäre bspw. aber auch sehr unwahrscheinlich, da dies ein so starkes Oxidationsmittel ist, dass es fast alles andere wieder oxidieren kann und somit eigentlich gar nicht gebildet wird.
Zurück zu deiner Frage zu Phosphor. Als Faustregel kannst du dir da eigentlich nur merken, dass Hauptgruppenelemente IMMER nur 8 Valenzelektronen haben können. Entweder bleibt dann beim Phosphor ein Elektronenpaar ungebunden, sodass das Phosphor 3 mal an Sauerstoff gebunden hist (=6 Elektronen) und das freie Elektronenpaar noch hat (entspricht P4O6)
In P4O10 hat jedes Phosphor 4 Sauerstoffe als Bindungspartner. Es hat also quasi das freie Elektronenpaar abgegeben, um eine Bindung mit einem weiteren Sauerstoff einzugehen. (So wie das bei Wikipedia dargestellt ist mit Doppelbindung, ist das nicht richtig. Wenn man es korrekt machen wollen würde, müssten da die terminalen Sauerstoffe negativ geladen sein, die Phosphoratome positiv. Und zwischen diesen Bindungspartnern nur eine Einfachbindung)
Am Anfang lernt man die einfachen Beispiele, wo ein Element Elektronen abgibt und ein anderes sie aufnimmt. Metall und Nichtmetall halt. Später dann, dass ein Element (Phosphor) zwar Elektronen aufnehmen kann, aber auch abgeben, wenn ein anderes (Sauerstoff) noch gieriger ist.
In der Tat sind das dann als Maximum so viele, wie es der Gruppennummer entspricht, also 5 für P, 6 für S und 7 für Cl. P₂O₅ (eigentlich P₄O₁₀), SO₃ und Cl₂O₇ nehmen gern Wasser auf und bilden Säuren, sodass die Salze Phosphate, Sulfate und Perchlorate bekannter sind.
Es sind übrigens durchaus viele Stoffe bekannt, wo die max. Oxidationsstufe nicht erreicht wird. Also z.B. P₂O₃ (eigentlich P₄O₆), SO₂, von der sich die Schwefelige Säure und Sulfite herleiten u.v.a.
Aus den genannten Gründen wird der Begriff Wertigkeit kaum noch benutzt, weil eben nicht klar ist, ob Elektronen abgegeben oder aufgenommen werden. In PH₃ und in P₂O₃ hat der Phosphor jeweils die Wertigkeit 3 aber die Oxidationszahl lauten -3 bzw. +3.