Der Hauptunterschied zwischen Wertigkeit und Oxidationszahl besteht darin, dass die Wertigkeit die maximale Anzahl an Elektronen ist, die ein Atom verlieren, gewinnen oder teilen kann, um stabil zu werden, während die Oxidationszahl die Anzahl der Elektronen ist, die ein Atom verlieren oder gewinnen kann, um sich zu bilden eine Bindung mit einem anderen Atom.
Die Begriffe Oxidationszahl und Wertigkeit beziehen sich auf die Valenzelektronen eines Atoms. Valenzelektronen sind die Elektronen, die die äußersten Orbitale eines Atoms besetzen. Diese Elektronen haben eine schwache Anziehungskraft zum Atomkern; Daher können Atome diese Elektronen leicht entfernen oder mit anderen Atomen teilen. Dieser Verlust, Gewinn oder die gemeinsame Nutzung von Elektronen führt dazu, dass ein bestimmtes Atom eine Oxidationszahl und Wertigkeit hat, und schließlich bildet es eine chemische Bindung zwischen den beiden Atomen.
Was ist Wertigkeit?
Valenz ist die maximale Anzahl an Elektronen, die ein Atom verliert, gewinnt oder teilt, um stabil zu werden. Für Metalle und Nichtmetalle beschreibt die Oktettregel die stabilste Form eines Atoms. Wenn hier die Nummer der äußersten Schale eines Atoms vollständig gefüllt ist (für diese Vervollständigung werden acht Elektronen benötigt), ist diese Elektronenkonfiguration stabil. Mit anderen Worten, wenn die s- und p-Suborbitale vollständig gefüllt sind und eine ns2np6-Konfiguration haben, ist das Atom stabil.
Edelgasatome haben natürlich diese Elektronenkonfiguration. Daher müssen andere Elemente Elektronen entweder abgeben, aufnehmen oder teilen, um der Oktettregel zu gehorchen. Die maximale Anzahl an Elektronen, die ein Atom verlieren oder gewinnen oder an dieser Stabilisierung teilhaben muss, ist die Wertigkeit dieses Atoms.
Betrachten wir zum Beispiel Silizium. Die Elektronenkonfiguration von Silizium ist 1s22s22p63s2 3p2 Die äußerste Schale ist n=3 und hat 4 Elektronen. Daher sollte es vier weitere Elektronen erh alten, um das Oktett zu vervollständigen. Im Allgemeinen kann Silizium 4 Elektronen mit anderen Elementen teilen, um das Oktett zu vervollständigen. Somit ist die Wertigkeit von Silizium 4.
Bei verschiedenen chemischen Elementen ist die Wertigkeit unterschiedlich. Dies liegt daran, dass Elektronen gemäß den Energieniveaus dieser Orbitale in die Orbitale gefüllt werden. Die meisten Übergangsmetalle haben jedoch die gleiche Wertigkeit; oft ist es 2. Einige Elemente können jedoch unterschiedliche Wertigkeiten haben, da das Atom in verschiedenen Elektronenkonfigurationen stabilisiert werden kann, indem Elektronen entfernt werden.
Zum Beispiel ist die Elektronenkonfiguration in Eisen (Fe) [Ar]3d64s2 Daher die Wertigkeit von Eisen ist 2 (2 Elektronen in 4s2). Aber manchmal wird die Wertigkeit von Eisen 3. Dies liegt daran, dass die 3d5-Elektronenkonfiguration stabiler ist als 3d6, wodurch ein weiteres Elektron entfernt wird zusammen mit 4s-Elektronen wird Eisen mehr stabilisieren.
Was ist die Oxidationszahl?
Die Oxidationszahl ist die Anzahl der Elektronen, die ein Atom abgeben oder aufnehmen kann, um eine Bindung mit einem anderen Atom einzugehen. Manchmal verwenden wir die Begriffe Oxidationszustand und Oxidationszahl synonym, aber sie haben geringfügige Unterschiede.
Abbildung 01: Einige chemische Elemente können unterschiedliche Oxidationszahlen aufweisen
Meistens wird der Begriff Oxidationszahl für Koordinationskomplexe verwendet. In Koordinationskomplexen ist die Oxidationszahl die Ladung des Zentralatoms einer Koordinationsverbindung, wenn alle Bindungen um dieses Atom ionische Bindungen wären. Koordinationskomplexe bestehen fast immer aus Übergangsmetallatomen im Zentrum des Komplexes. Dieses Metallatom hat in seiner Umgebung chemische Gruppen, die wir als Liganden bezeichnen. Diese Liganden haben einsame Elektronenpaare, die mit Metallatomen geteilt werden können, um Koordinationsbindungen zu bilden.
Nach der Bildung der Koordinationsbindung ähnelt diese einer kovalenten Bindung. Dies liegt daran, dass die beiden Atome in den Koordinationsbindungen ein Elektronenpaar teilen, genau wie bei einer kovalenten Bindung. Allerdings müssen wir die Oxidationszahl des zentralen Metallatoms unter Berücksichtigung der Koordinationsbindungen als ionische Bindungen berechnen.
Was ist der Unterschied zwischen Wertigkeit und Oxidationszahl?
Die Begriffe Oxidationszahl und Wertigkeit beziehen sich auf die Valenzelektronen eines Atoms. Der Hauptunterschied zwischen Wertigkeit und Oxidationszahl besteht darin, dass Wertigkeit die maximale Anzahl von Elektronen ist, die ein Atom verlieren, gewinnen oder teilen kann, um stabil zu werden, während Oxidationszahl die Anzahl von Elektronen ist, die ein Atom verlieren oder gewinnen kann, um eine Bindung mit einem anderen Atom einzugehen. Darüber hinaus wird der Begriff Wertigkeit für jedes chemische Element verwendet, aber der Begriff Oxidationszahl wird hauptsächlich für Koordinationskomplexe verwendet.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Wertigkeit und Oxidationszahl zusammen.
Zusammenfassung – Wertigkeit vs. Oxidationszahl
Sowohl Oxidationszahl als auch Wertigkeit sind Begriffe, die sich auf die Valenzelektronen eines Atoms beziehen. Der Hauptunterschied zwischen Wertigkeit und Oxidationszahl besteht darin, dass Wertigkeit die maximale Anzahl von Elektronen ist, die ein Atom verlieren, gewinnen oder teilen kann, um stabil zu werden, während Oxidationszahl die Anzahl von Elektronen ist, die ein Atom verlieren oder gewinnen kann, um eine Bindung mit einem anderen Atom einzugehen.
