Woher weiß man wie viele Elektronen abgegeben werden? (Redox)
Ich habe hier eine Aufgabe, bei der man die Teilgleichungen für eine Redoxreaktion aufstellen soll:
Magnesium reagiert mit Sauerstoff:
es steht dann da (die aufgabe haben wir schon in der Schule gemacht):
Mg ---> Mg^2+ + 2e^-
O + 2e^- ---> O^2-
immer wenn ^da steht soll das nächste glied hochgesetzt werden. also die gleichungen sind ja logisch, aber woher weiß man, dass das Mg gerade 2 Elektronen abgibt??
3 Antworten
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Elektronenaufnahme/-abgabe; Oxidationszahlen**
Wieviel Elektronen abgegeben werden können oder aber aufgenommen werden können, hängt simpel gesagt davon ab, wo ein Element im Periodensystem, d.h. in welcher Spalte (Gruppe) es steht.
Denn alle Elemente haben das Bestreben, ihre äußerste Elektronenschale komplett aufzufüllen (also Edelgas-Charakter zu erreichen), weil dies der energieärmste Zustand ist.
Das bedeutet, die Elemente, die links im Periodensystem stehen, haben das Bestreben, ihre Elektronen abzugeben, die Elemente die rechts im PSE stehen, haben das Bestreben, Elektronen aufzunehmen.
Und zwar kann ein Element wie Na, das in der 1. Hauptgruppe steht, 1 Elektron abgeben, daher spricht man auch davon, dass Natrium die Oxidationszahl +1 hat, Magnesium hat +2:
Ein Element wie Jod, das in der 7. Hauptgruppe des PSE steht, dem fehlt nur noch 1 Elektron, bis es seine äußerste Schale (die Edelgas-Schale entspricht der 8. Hauptgruppe) aufgefüllt hat. Es ist bestrebt, 1 Elektron aufzunehmen, Jod hat die Oxidationszahl -1, Sauerstoff aus der 6. Hauptgruppe (es kann 2 Elektronen aufnehmen) hat die Oxidationszahl -2.
Wasserstoff (obwohl es aussieht, dass seine Oxidationszahl -1 sein müsste, weil er oft formal über den Elementen der 7. Hauptgruppe steht), er gibt das 1 Elektron auf seiner äußeren Schale ab, denn das ist der stabilere Zustand (auf die äußere Schale von H passen nur 2 Elektronen) daher ist die Oxidationszahl von Wasserstoff +1
So jetzt weiß man, wieviel Elektronen abgegeben oder aufgegeben werden, und die Oxidationszahl ist entsprechend +1, wenn 1 Elektron abgegeben wurde. Dadurch hat das vorher ungeladene Element (gleichviel Elektronen = negativ geladene Teilchen und gleichviel Protonen = positiv geladene Teilchen) den "Überschuss" von 1 Proton, also 1 positiven Ladung = Oxisationszahl +1
Umgekehrt: werden von Sauerstoff z.B. 2 Elektronen, also 2 negative Ladungen aufgenommen, ist klar, warum man hier von Oxidationszahl -2 spricht.
Da es auch Elemente gibt - das sind nämlich die, die sich in der Mitte des PSE befinden und auch die sogenannten Nebengruppen-Elemente - die mehrere Oxidationszahlen haben, gibt es die Möglichkeit, die Oxidationszahl eines bestimmten Elements auszurechnen.
Beispiel: NaHCO3
Na: steht in der 1. Spalte, also +1
H ist immer +1
C wird ausgerechnet
O ist immer -2 (weil es in der 6.Spalte des PSE steht)
Die kleine 3 nennt man Index; sie bedeutet, dass man hier 3 Sauerstoffe hat.
Insgesamt ist das Molekül ungeladen, also 0
So und nun kannst man rechnen: +1 +1 +x – 3*(-2) = 0
+2 + x – 6 = 0
x = +4
man siehst also: Kohlenstoff hat eine Oxidationszahl von +4
Beispiel 2: PO4³-
Sauerstoff ist immer -2,
man hat 4 Sauerstoffe
und durch die Ladung -3 muss das Ergebnis hier nicht NULL, sonder -3 sein.
Rechnung:
x + 4* (-2) = -3
x -8 = -3
x = +5 ; also hat Phosphor in diesem Falle die Oxidationszahl +5
Magnesium kann nicht anders, als zwei Elektronen abzugeben. Sauerstoff nimmt meistens 2 Elektronen auf.
Alkalimetalle immer 1+, Erdalkali immer 2+, Halogene immer 1-... Und der Rest auch irgendwie. kP.
Du schaust dir die Summenformel an und dann ist eigentlich klar, wer was wie wo abgibt oder aufnimmt. Bei Nebengruppenelementen, die verschiedene Oxidationsstufen haben können, musst du diese dann über die anderen Oxzahlen berechnen.
ich denke das ist immer so. ich kann mich nur an gleichungen erinnern bei denen mg2+ da stand. magnesium fehlen ja 2 elektronen bis zum ungeladenen zustand (kann man im periodensystem ablesen). die teilt es sich hier in einer verbindung mit dem sauerstoff.
magnesium fehlen ja 2 elektronen bis zum ungeladenen zustand (kann man im periodensystem ablesen).
Nein, Magnesium an sich ist ungeladen, wie alle Atome erstmal. Magnesium hat zwei Elektronen zuviel um stabil zu sein, kann man vllt sagen.