Hauptunterschied – Kovalenz vs. Oxidationszustand
Atome verschiedener chemischer Elemente sind miteinander verbunden und bilden verschiedene chemische Verbindungen. Bei der Bildung einer Verbindung werden die Atome über Ionenbindungen oder kovalente Bindungen aneinander gebunden. Kovalenz und Oxidationsstufe sind zwei Begriffe, die den Zustand dieser Atome in den chemischen Verbindungen beschreiben. Kovalenz ist die Anzahl der kovalenten Bindungen, die ein Atom eingehen kann. Daher hängt die Kovalenz von der Anzahl der Elektronen ab, die ein Atom mit anderen Atomen teilen kann. Die Oxidationsstufe eines Atoms ist die Anzahl der Elektronen, die ein bestimmtes Atom bei der Bildung einer chemischen Bindung gewinnt oder verliert. Der Hauptunterschied zwischen Kovalenz und Oxidationszustand besteht darin, dass die Kovalenz eines Atoms die Anzahl der kovalenten Bindungen ist, die das Atom bilden kann, während der Oxidationszustand eines Atoms die Anzahl der Elektronen ist, die ein Atom bei der Bildung einer chemischen Bindung verliert oder gewinnt.
Was ist Kovalenz?
Kovalenz ist die Anzahl der kovalenten Bindungen, die ein Atom mit anderen Atomen bilden kann. Daher wird die Kovalenz durch die Anzahl der Elektronen bestimmt, die im äußersten Orbital eines Atoms vorhanden sind. Die Begriffe Valenz und Kovalenz sollten jedoch nicht verwechselt werden, da sie unterschiedliche Bedeutungen haben. Valenz ist die verbindende Kraft eines Atoms. Manchmal ist die Kovalenz gleich der Valenz. Es passiert jedoch nicht immer.
Abbildung 01: Einige gebräuchliche kovalente Verbindungen
Eine kovalente Bindung ist eine chemische Bindung, die entsteht, wenn zwei Atome ihre äußersten ungepaarten Elektronen teilen, um die Elektronenkonfiguration zu vervollständigen. Wenn ein Atom unvollständige Elektronenhüllen oder -orbitale hat, wird dieses Atom reaktiver, weil die unvollständigen Elektronenkonfigurationen instabil sind. Daher gewinnen/verlieren diese Atome Elektronen oder teilen sich Elektronen, um die Elektronenhüllen aufzufüllen. Die folgende Tabelle zeigt einige Beispiele für chemische Elemente mit unterschiedlichen Kovalenzwerten.
Was ist der Oxidationszustand?
Oxidationszustand eines Atoms ist die Anzahl der Elektronen, die dieses Atom verloren, gewonnen oder mit einem anderen Atom geteilt hat. Wenn die Elektronen abgegeben oder aufgenommen werden, ändert sich die elektrische Ladung eines Atoms entsprechend. Elektronen sind negativ geladene subatomare Teilchen, deren Ladung durch die positive Ladung der Protonen in diesem Atom neutralisiert wird. Wenn Elektronen verloren gehen, erhält das Atom eine positive Ladung, während das Atom eine negative Nettoladung erhält, wenn Elektronen gewonnen werden. Dies geschieht aufgrund des Ungleichgewichts der positiven Ladungen der Protonen im Kern. Diese Ladung kann als Oxidationszustand dieses Atoms angegeben werden.
Die Oxidationsstufe eines Atoms wird durch eine ganze Zahl mit positivem (+) oder negativem (-) Vorzeichen angegeben. Dieses Zeichen zeigt an, ob das Atom Elektronen aufgenommen oder abgegeben hat. Die ganze Zahl gibt die Anzahl der Elektronen an, die zwischen Atomen ausgetauscht wurden.
Abbildung 02: Oxidationszustand verschiedener Verbindungen
Bestimmung der Oxidationsstufe eines Atoms
Die Oxidationsstufe eines bestimmten Atoms kann anhand der folgenden Regeln bestimmt werden.
- Die Oxidationsstufe eines neutralen Elements ist immer Null. Beispiel: Der Oxidationszustand von Natrium (Na) ist Null.
- Die Gesamtladung der Verbindung sollte gleich der Summe der Ladungen jedes in dieser Verbindung vorhandenen Atoms sein. Beispiel: Die Gesamtladung von KCl ist Null. Dann sollten die Ladungen von K und Cl +1 und -1 sein.
- Die Oxidationsstufe des Elements der Gruppe 1 ist immer +1. Die Elemente der Gruppe 1 sind Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und Francium.
- Die Oxidationsstufe der Elemente der zweiten Gruppe ist immer +2. Die Elemente der Gruppe 2 sind Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium.
- Die negative Ladung erhält das Atom mit einer höheren Elektronegativität als die anderen daran gebundenen Atome.
- Die Oxidationsstufe von Wasserstoff ist immer +1, außer wenn Wasserstoff an ein Metall der Gruppe 1 gebunden ist.
- Die Oxidationsstufe von Sauerstoff ist -2, außer wenn er in Form von Peroxid oder Superoxid vorliegt.
Was ist der Unterschied zwischen Kovalenz und Oxidationszustand?
Kovalenz vs. Oxidationszustand |
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| Kovalenz ist die Anzahl der kovalenten Bindungen, die ein Atom mit anderen Atomen eingehen kann. | Oxidationszustand eines Atoms ist die Anzahl der Elektronen, die dieses Atom verloren, gewonnen oder mit einem anderen Atom geteilt hat. |
| Elektrische Ladung | |
| Kovalenz gibt nicht die elektrische Ladung eines Atoms an. | Oxidationszustand gibt die elektrische Ladung eines Atoms an. |
| Chemische Bindung | |
| Kovalenz gibt an, wie viele chemische Bindungen (kovalente Bindungen) ein bestimmtes Atom haben kann. | Der Oxidationszustand gibt keine Auskunft über die chemischen Bindungen, die von einem Atom gebildet werden. |
| Zustand des Elements | |
| Die Kovalenz eines reinen Elements hängt von der Anzahl der Elektronen ab, die in der äußersten Elektronenhülle eines Atoms dieses Elements vorhanden sind. | Oxidationszustand eines reinen Elements ist immer Null. |
Zusammenfassung – Kovalenz vs. Oxidationszustand
Kovalenz und Oxidationsstufe von Atomen beschreiben die chemische Natur eines Atoms in einer chemischen Verbindung. Der Unterschied zwischen Kovalenz und Oxidationszustand besteht darin, dass die Kovalenz eines Atoms die Anzahl der kovalenten Bindungen ist, die das Atom bilden kann, während der Oxidationszustand eines Atoms die Anzahl der Elektronen ist, die ein Atom bei der Bildung einer chemischen Bindung verliert oder gewinnt.
