Warum ist die Oxidationszahl bei Aluminiumnitrat so?
Al(NO3)3
Al hat +3
N hat +5
O hat -2
Aber wieso? Ich dachte man müsste auf insgesamt 0 kommen? Also wieso ist N nicht gleich +3?
2 Antworten
Hallo NunAl49
Die Summe der OZ in Al(NO₃)₃ ist 0:
+3 (Al) + 15 (3 * 5 von 3 N) - 18 (9 * -2 von 9 O) = 0
Dass der Stickstoff hier die OZ +5 hat kann man sich klar machen, wenn man sich Al(NO₃)₃ zerlegt denkt.
Al(NO₃)₃ → Al³⁺ + 3 NO₃⁻
NO₃⁻ ist das Anion aus der Salpetersäure HNO₃. Und hier sind die OZ:
+1 (von H) -6 (3 * -2 von 3 O) = +5 von N
LG
Da hast du richtig gedacht. Man muss insgesamt auf die Ladung kommen, also hier null.
Al hat in der Verbindung auf jeden Fall +3. Aber N kann als Element der 2. Periode über das Elektronenoktett nicht hinaus. Sieh mal hier die Struktur von HNO3
https://de.wikipedia.org/wiki/Salpetersäure
N hat in Al(NO3)3 +3. Sind in der Summe +3 + 3 * 3 = +12
Die musst du jetzt auf 9 O aufteilen, d.h. 3 O haben -2 und 6 O haben -1.
Da stimmt aber was nicht. Sauerstoff hat außer in Peroxiden nie die Oxidationsstufe -1. Der Stickstoff hat im Nitrat-Anion die Oxidationsstufe +5, die drei Sauerstoffatome jeweils -2.
Die Oxidationszahl ist die tatsächliche oder hypothetische Nettokernladungszahl (d.h. Kernladung + Ladung der Elektronenhülle), je nachdem wie du es definierst. Deine Rechenweise ist korrekt, sofern man davon ausgeht, dass das N in seiner Elektronenhülle 14 Elektronen enthalten kann. Beachtet man, dass das gemäß der Quantenmechanik unmöglich ist, ist meine Rechenweise korrekt.
Schmeißt du hier nur mit Fachbegriffen um dich, weil sich das gut anhört? Also erstmal geht hier niemand von 14 Elektronen beim Stickstoff aus, es sei denn er hat keine Ahnung von Chemie. Die Sache mit den Oxidationsstufen ist doch recht simpel, da muss man die Quantenmechanik doch gar nicht bemühen.
Bei der Ermittlung von Oxidationszahlen spricht man dem elektronegativeren Bindungspartner alle Elektronen aus besagter Bindung zu. Die Differenz der Valenzelektronen im ungebundenen Zustand und der Elektronen die es nach dieser Verteilung hat, ist die Oxidationsstufe des jeweiligen Atoms. Und weil du doch so schön die Formel der Salpetersäure (oder besser des Nitrat-Anions) ansprichst:
Wir sehen hier einen doppelt und zwei einfach am Stickstoff gebundene Sauerstoffatome. Die einfach gebundenen haben in diesem Fall drei freie Elektronenpaare (= 3*2 Elektronen). Die beiden Elektronen aus der Bindung werden ihnen auch zugesprochen. Ergo hat jedes der beiden einfach gebundenen Sauerstoffatome 8 Elektronen. Das sind 2 mehr als im ungebundenen Zustand. Also Oxidationszahl -2.
Beim doppelt gebundenen schauts ähnlich aus: 4 Elektronen von der Bindung und 4 von den freien Elektronenpaaren, macht ebenfalls Oxidationsstufe -2.
Dann der Stickstoff. Der hat hier keine Valenzelektronen mehr, die wurden ja alle den Sauerstoffen zugesprochen. Im ungebundenen Zustand hat Stickstoff 5 Valenzelektronen. Das heißt, er hat jetzt die Oxidationsstufe +5.
Ein Element mit einer derart hohen Elektronegativität wie N nimmt die Oxidationszahl +5 in der Realität nicht an. Es ist nur die hypothetische Nettokernladungszahl, die du hergeleitet hast. Das ist ja auch o.k., wenn man sich dessen bewusst ist. Die von mir hergeleitete Oxidationszahl +3 ist die tatsächliche Nettokernladungszahl.
Kernladungszahl ist Kernladungszahl und gibt die Anzahl Protonen im Kern an, nicht mehr und nicht weniger
Die Einführung von neuen Begriffe wie 'Nettokernladungszahl' oder 'tatsächlicher Nettokernladungszahl' ist dabei höchst entbehrlich.
Für die Bestimmung der Oxidationszahlen sind ausschließlich die Elektronegativitäten und dadurch die Zuordnung der Bindungselektronen zum jeweils elektronegativeren Partner entscheidend und nichts anderes.
In einschlägiger Fachliteratur und in seriösen Internetseiten wirst du dies bestätigt finden.
Oxidationszahlen sind nur ein Formalismus. Dass das genau der Realität entspricht hat nie jemand behauptet. Die sind z.B. zum Aufstellen und Verstehen von Redoxreaktionen sehr hilfreich. Und aufgrund ihrer hohen Vorhersagekraft und breiten Anwendbarkeit wird das überall in der Chemie so verwendet, wie ich das eben beschrieben hab.
Achso😅 jetzt habe ich es verstanden, vielen Dank:)