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Oxidationszahlen des Kohlenstoffs

Am Beispiel des Kohlenstoffs wird deutlich, wie groß die Bandbreite der Oxidationszahlen für ein Element sein kann:

-4	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3	+4
CH4 Methan		CH3OH Methanol		CH2O Methanal		HCOOH Methansäure		CO2 Kohlendioxid
	RCH3		RCH2OH prim. Alkohol		RCHO Aldehyd		RCOOH Carbonsäure
		R2CH2		R2CHOH sec. Alkohol		R2CO Keton
			R3CH		R3COH tert. Alkohol
				R4C

Oxidation

• Im Kohlenwasserstoff Methan, CH₄ hat das C-Atom die niedrigste Oxidationszahl -IV.
• Reaktionspartner, die wie Sauerstoff eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff besitzen, verdrängen diesen aus seiner C-Bindung.
• Durch jedes verdrängte H-Atom (inklusive seines Elektrons) steigt die Oxidationszahl um I.
• Je nach Reaktionsbedingungen verläuft dieser Prozess in der Natur über lediglich eine Stufe bis hin zu einem "Achtersprung", z. B. bei der vollständigen Verbrennung von Methan (C mit der OZ -IV) entsteht Kohlendioxid (C mit der OZ IV). Bei unvollständiger Verbrennung (Sauerstoffmangel) entsteht Ruß, d.h. elementarer Kohlenstoff mit der OZ Null, hier geht die Oxidation nur über vier Stufen.