Oxidationszahl

Oxidationszahlen oder Oxidationsstufen (auch Oxidationszustand, elektrochemische Wertigkeit) sind das Ergebnis einer formalistischen Modellvorstellung vom Aufbau der Moleküle. Oxidationszahlen geben die hypothetischen Ionenladungen der Atome in einer chemischen Verbindung oder in einem mehratomigen Ion an für den hypothetischen Fall, dass die Verbindung bzw. das mehratomige Ion nur aus einatomigen Ionen aufgebaut ist, wobei gemeinsame Bindungselektronen dem Atom mit der höheren Elektronegativität zugerechnet werden.^[1][2] Daraus folgt, dass die Summe der Oxidationszahlen aller Atome einer Verbindung oder eines mehratomigen Ions gleich der Ladung der Verbindung oder des Ions sein muss. Aufgrund ihrer Einfachheit, ihrer hohen Vorhersagekraft und ihrer breiten Anwendbarkeit hat diese Betrachtungsweise eine große Bedeutung für Chemiker. Als eine Art Buchhaltungssystem ermöglichen es Oxidationszahlen schnell und übersichtlich nachzuvollziehen, welche Atome der an einer Reaktion beteiligten Substanzen durch Aufnahme von Elektronen reduziert wurden bzw. welche Atome durch eine entsprechende Abgabe von Elektronen oxidiert wurden.^[3]

Die einfach zu ermittelnden Oxidationszahlen sind in der anorganischen und organischen Chemie zum Verständnis von Redoxreaktionen wichtig und bei der Formulierung von Redoxgleichungen sehr hilfreich. Die höchst mögliche bzw. die niedrigst mögliche Oxidationszahl hat ein Atom in einer Verbindung oder in einem Ion dann erreicht, wenn es so viele Elektronen abgegeben bzw. aufgenommen hat, dass es die nächsthöhere bzw. nächstniedrigere Edelgaskonfiguration erreicht.^[4] Eine Übersicht der möglichen Oxidationszahlen von chemischen Elementen findet sich in der Liste der Oxidationsstufen der chemischen Elemente. Die Ermittlung der Oxidationszahlen von Atomen in Verbindungen und Ionen folgt einigen einfachen Regeln.

1. ↑ Eintrag zu Oxidation state. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.O04365 – Version: 2.3..
2. ↑ Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher (Hrsg.): Lexikon der Chemie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001.
3. ↑ Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten: Chemie. Die zentrale Wissenschaft. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7191-1, S. 164–167. 
4. ↑ Brown, Le May: Chemie, ein Lehrbuch für alle Naturwissenschaftler. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26241-5, S. 781 ff.