Oxidationszahlen

Redoxreaktionen zwischen Metallen und Nichtmetallen beinhalten typischerweise einen vollständigen Elektronentransfer zur Bildung ionischer Verbindungen;daher sind sie leicht zu identifizieren. Redoxreaktionen, die nur Nichtmetalle mit teilweisem Elektronentransfer betreffen, sind jedoch nicht so leicht zu identifizieren. Redoxreaktionen sind durch Änderungen der Oxidationszustände der Atome gekennzeichnet, was auf eine Elektronentransfer zwischen den Atomen hinweist.Der Oxidationszustand oder die Oxidationszahl eines Atoms in einer Verbindung ist die Ladung, die es hätte, wenn die gemeinsamen Elektronen in jeder heteronuklearen Bindung vollständig auf das elektronegativere Atom übertragen würden. Homonukleare Bindungen werden zu gleichen Teilen aufgeteilt. Zum Beispiel in gasförmigem Chlorwasserstoff, ist Chlor negativer.Wenn das Elektron des Wasserstoffs vollständig auf Chlor übertragen wird, erhält Chlor eine 1-Ladung, die der Oxidationsstufe 1 entspricht, und Wasserstoff eine 1+Ladung, die der Oxidationsstufe 1 entspricht. Oxidationszustände können Atomen in elementarer Form und bei den meisten Ionen und Verbindungen nach bestimmten Regeln zugeordnet werden. Die ersten drei Regeln werden immer befolgt.Die übrigen Regeln werden eine nach der anderen angewandt bis die ersten drei Regeln erfüllt sind. Diese Regeln werden nun angewendet, um festzustellen, ob die Reaktionen von Schwefeldioxid und Calcium-carbonat Redoxreaktionen sind. Nach Regel Nummer 1 haben Elemente im freien Zustand eine Oxidationszahl von Null, so dass elementarer Schwefel und Sauerstoff beide die Oxidationszahl Null erhalten.Nach Regel Nummer 3 ist die Summe der Oxidationszahlen in einer neutralen Verbindung Null, so dass sich die Oxidationszahlen von Schwefel und Sauerstoff in SO2 zu Null summieren müssen. In Übereinstimmung mit Regel Nummer 6, beträgt die Oxidationszahl jedes Sauerstoffs 2 in SO2. Zwei Sauerstoffatome summieren sich zu 4.Die Oxidationszahl von Schwefel ist daher 4. Die Oxidationszahl von Schwefel steigt von Null auf 4, so dass er oxidiert wird, während die Oxidationszahl von Sauerstoff von Null auf 2 sinkt, so dass er reduziert wird. Es handelt sich also um eine Redoxreaktion.Im Falle von Calciumcarbonat beträgt die Oxidationszahl von Sauerstoff in allen drei Verbindungen 2, während sie beim Calcium in Calciumoxid und Calciumcarbonat 2 beträgt. Nach Regel 3 muss Kohlenstoff 4 in Kohlendioxid und Calciumcarbonat haben. Da es während der Reaktion keine Änderung der Oxidationszahlen der Atome gibt, handelt es sich um keine Redoxreaktion.