Kupfer kann sich mit dem gleichen Reaktionspartner zu unterschiedlichen Stoffen verbinden. So existiert zum Beispiel rotes und schwarzes Kupferoxid als Ergebnis der Reaktion mit Sauerstoff. Wie kann das sein? Die Ursache liegt in den verschiedenen Wertigkeiten des Metalls.

Die Wertigkeit eines Elements

Die Wertigkeit eines chemischen Elements gibt Ihnen an, wie viele Wasserstoffatome ein Atom des jeweiligen Elements binden oder auch ersetzen kann.

Sie ist eine spezielle Eigenschaft eines jeden Stoffes, die durch seine Elektronenkonfiguration bestimmt wird. Zum Beispiel ist Wasserstoff immer einwertig und Sauerstoff immer zweiwertig. Die Elemente einer Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente haben immer dieselbe Wertigkeit.
Elemente der Nebengruppen können in mehreren Wertigkeiten auftreten. In welcher Wertigkeit das Element reagiert, hängt zum Beispiel von Lösemitteln oder der Temperatur ab.
Bei Elementen, die in mehreren Wertigkeiten auftreten können, steht die Wertigkeit in der Wortbezeichnung des Reaktionsprodukts als römische Zahl in Klammern hinter dem jeweiligen Element.
Wenn Sie eine chemische Formel mithilfe einer Reaktionsgleichung aufstellen möchten, müssen Sie die Wertigkeiten der verbundenen Elemente kennen, denn die Summe der Wertigkeiten der einzelnen Elemente muss übereinstimmen. Daraus ergibt sich das Atomzahlenverhältnis.

Kupfer in verschiedenen Verbindungen

Wenn die verbundenen Elemente die gleiche Wertigkeit haben, brauchen Sie die Symbole nur nebeneinander zu schreiben, wie zum Beispiel beim schwarzen Kupfer(II)-oxid, in dem das Kupfer zweiwertig ist. Sauerstoff, mit dem das Kupfer beim Oxidieren reagiert, ist auch zweiwertig. Die Formel heißt deswegen CuO. Kupfer- und Sauerstoffteilchen stehen im Verhältnis eins zu eins.
Kupfer kann aber auch einwertig auftreten und bei der Reaktion mit Sauerstoff das rote Kupfer(I)-oxid bilden. Wenn Sie die Formel dieses Reaktionsprodukts aufstellen möchten, bilden Sie das kleinste gemeinsame Vielfache der Wertigkeiten, in diesem Fall 2.
Teilen Sie dieses Vielfache durch die Wertigkeiten der einzelnen Elemente und Sie erhalten die Anzahl der Atome pro Molekül. Ein Molekül Kupfer(I)-oxid enthält demzufolge zwei Atome Kupfer und ein Atom Sauerstoff. Die Formel lautet Cu(2)O.
Das rote Kupfer(I)-oxid entsteht zum Beispiel, wenn Kupfer langsam an der Luft oxidiert, das schwarze Kupfer(II)-oxid bei stärkerer Erhitzung.
Weitere wirtschaftliche bedeutsame Kupferverbindungen, bei denen Kupfer in verschiedenen Wertigkeiten auftritt, sind zum Beispiel Kupfer(I)-chlorid, Kupfer(II)-chlorid und Kupfer(II)-sulfat.

Kupfer kann in seltenen Verbindungen auch dreiwertig und in sehr seltenen Verbindungen vierwertig auftreten.

Gruß raffisworld