Was ist die Oxidations Zahl von Methanol? Und wie berechne ich sie?
Welche Oxidations Zahl haben Methanol, Glycerin und Ethan-1,2-diol und wie kann ich sie berechnen?
1 Antwort
Moin,
Methanol sieht in der Lewisschreibweise etwa folgendermaßen aus:
Du siehst bindende Elektronenpaare (zwischen H und C, O und C sowie zwischen O und H). Und du siehst freie, nicht bindende Elektronenpaare am O.
Eine der Regeln zur Ermittlung von Oxidationszahlen lautet nun, das die bindenden Elektronenpaare zwischen ungleichen Bindungspartnern stets dem elektronegativeren Atomrumpf vollständig zugesprochen wird.
Die EN-Werte der beteiligten Bindungspartner sind
EN(H): 2,2
EN(C): 2,5
EN(O): 3,5
Das bedeutet, dass die Bindungen zwischen den H-Atomen und dem C-Atom vollständig dem C-Atom zugeteilt werden, weil C die höhere Elektronegativität besitzt.
Die Bindungen zwischen dem C- und dem O-Atom und dem H- und dem O-Atom werden jeweils dem O-Atom vollständig zugesprochen, weil O die höchste Elektronegativität hat.
Dann haben nach der Zuteilung alle H-Atome kein Elektron mehr.
Das C-Atom hat nach der Zuteilung drei Elektronenpaare (6 Elektronen) zugesprochen bekommen.
Und das O-Atom hat nach der Zuteilung insgesamt vier Elektronenpaare (zwei bindende und zwei nicht bindende, also zusammen 8 Elektronen).
So! Und jetzt vergleichst du die Anzahl der verbliebenen Elektronen nach der Zuteilung mit der Anzahl an Valenzelektronen, die ein jeweiliges Atom ohne Bindungspartner hätte.
Alle Wasserstoffatome haben nach der Zuteilung kein Elektron mehr. Im ungebundenen Zustand hat ein Wasserstoffatom aber ein Valenzelektron (1. Hauptgruppe im Periodensystem der Elemente, PSE). Das bedeutet, dass alle H-Atome im Methanol formal ein Elektron weniger haben als im ungebundenen Zustand.
Ein Elektron ist aber ein negativer Ladungsträger. Wenn also ein Atomrumpf ein Elektron formal abgegeben hat, dann bleibt er als einfach positiv geladenes Teilchen zurück. Und weil die Oxidationszahl mit der (Formal-)Ladung eines Teilchens übereinstimmen muss, haben im Methanol-Molekül alle H-Atome die Oxidationsstufe +I.
Dem Kohlenstoffatom wurden drei Elektronenpaare (6 Elektronen) zugesprochen. Im ungebundenen Zustand hat ein Kohlenstoffatom dagegen nur vier Valenzelektronen. Das bedeutet, dass der Kohlenstoff im Methanol-Molekül nach der Zuteilung nun zwei Elektronen mehr aufweist. Wie gesagt, Elektronen sind negative Ladungsträger. Wenn nun zwei Elektronen mehr zugeteilt worden sind, dann hat der Kohlenstoff formal die Ladung 2– und somit die Oxidationsstufe –II.
Der Sauerstoff hat dementsprechend ebenfalls die Oxidationsstufe –II, weil er nach der Zuteilung über 8 Elektronen verfügt, aber im ungebundenen Zustand nur 6 Valenzelektronen hat.
Alle Hs: +I
C: –II
O: –II
Kleine Überprüfung: Methanol besteht aus elektrisch ungeladenen Molekülen. Deshalb muss die Summe aller Oxidationszahlen der beteiligten Bindungspartner 0 (Null) ergeben.
Wir haben im Methanolmolekül 4 x H, 1 x C und 1 x O miteinander verbunden. Das ergibt 4 • +I + –II + –II = 0. Das stimmt also überein.
So! Und nun du! Du versuchst jetzt für Glycerin (Propan-1,2,3-triol) und Glykol (Ethan-1,2-diol) selbst herauszufinden, welche Oxidationsstufen die einzelnen Bindungspartner haben...
Wenn du dein Ergebnis im Kommentar postest, schaue ich mir das an und korrigiere es, falls noch nötig. Aber ich bin sicher, das schaffst du jetzt allein.
LG von der Waterkant
