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Barium

Barium

Barium (Symbol Ba) ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 56. Es ist ein Erdalkalimetall und ein Periode-6-Element, das erstmals 1774 von Carl Wilhelm Scheele identifiziert wurde. Barium ist im elementaren Zustand metallisch-glänzend und von silbrigweißer Farbe. Es kommt aber in der Natur wegen seiner hohen Reaktivität nicht elementar vor. Barium und alle löslichen Verbindungen sind giftig.

Geschichte

metallisch Erstmals wurde Barium um das Jahr 1600 herum durch den italienischen Schuhmacher und Alchemisten Vincenzo Casciarolo untersucht, dem glänzende Steinchen auffielen, die nach dem Erhitzen im Dunkeln leuchteten. Sie wurden durch die Publikationen von Ulisse Aldrovandi einem weiteren Publikum als „Bologneser Stein“ bekannt. 1774 wurde von dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele bei der Untersuchung dieses heute als Bariumsulfat bekannten Materials erstmals Bariumoxid identifiziert, das zunächst neue alkalische Erde genannt wurde. Zwei Jahre später fand Johan Gottlieb Gahn die gleiche Verbindung bei ähnlichen Untersuchungen. Ebenfalls im 18. Jahrhundert war dem englischen Mineralogen William Withering in Bleibergwerken Cumberlands ein schweres Mineral aufgefallen, bei dem es sich nicht um ein Blei erz handeln konnte und dem er die Bezeichnung „terra ponderosa“ gab. Es ist heute als Bariumcarbonat beziehungsweise mineralogisch als Witherit bekannt. Barium, jedoch nicht in Reinform, wurde erst 1808 von Sir Humphry Davy in England durch Elektrolyse eines Gemisches aus Bariumoxid und Quecksilberoxid hergestellt. Daraufhin erfolgte die Namensgebung Barium nach dem vorher schon bekannten Baryt (von griech. βαρυς: „schwer“, wegen seiner großen Dichte). Die erste Reindarstellung des Bariums erfolgte 1855 durch Robert Bunsen und A. Mathiessen durch Schmelzelektrolyse eines Gemisches aus Bariumchlorid und Ammoniumchlorid. 1910 wurde über die Nutzung von Barium von Marie Curie das dem Barium ähnliche Radium gewonnen. Eine wichtige Rolle spielte das Metall auch 1938 bei den kernchemikalischen Experimenten Otto Hahns und Fritz Straßmanns, die Uran mit langsamen Neutronen beschossen und zu ihrem Erstaunen das viel leichtere Element Barium in den Reaktionsprodukten fanden. Die im schwedischen Exil lebende Physikerin Lise Meitner deutete dieses unerwartete Resultat korrekt als Ergebnis einer Kernspaltung.

Vorkommen

Barium kommt wegen seiner hohen Reaktivität in der Natur nicht elementar, sondern nur in Verbindungen vor. Mit einem Anteil von etwa 0,03 % ist Barium das 14. häufigste Element der Erdkruste. Sein Anteil in Böden schwankt zwischen 0,002 % und 0,23 %, liegt im Mittel aber bei 0,05 %. Der Barium-Anteil in der Hydrosphäre schwankt zwischen 10 ppb (Milliardstel Anteilen) im Atlantik und 20 ppb im Pazifik. Barium wird vor allem in den Mineralen Baryt (oder Schwerspat, kristallisiertes Bariumsulfat) und Witherit (Bariumkarbonat) gefunden, und meist aus Baryt gewonnen. Die Weltjahresproduktion an Baryt ist innerhalb der letzten 30 Jahre von etwa 4,8 Millionen Tonnen (1973) auf 6,7 Millionen Tonnen (2003) gestiegen, die weltweiten Reserven werden auf etwa 400 Millionen Tonnen geschätzt. Die deutschen Vorkommen von Bariumverbindungen liegen im Sauerland, dem Harz und in Rheinland-Pfalz, das größte Vorkommen der Welt findet sich in Meggen (Westfalen). Abbauwürdige Vorkommen von Bariumverbindungen finden sich jedoch weltweit: die Hauptförderländer von Barium sind die Volksrepublik China, Mexiko, Indien, Türkei, USA, Deutschland, Tschechien, Marokko, Irland, Italien und Frankreich.

Gewinnung und Darstellung

Jährlich werden etwa 4 bis 6 Millionen Tonnen Barium meist aus Bariumsulfat gewonnen. Die Gewinnung aus Bariumcarbonat ist zwar einfacher, allerdings ist Bariumcarbonat in der Natur seltener zu finden als Bariumsulfat. Technisch wird Barium aus Baryt über Bariumsulfid und Bariumcarbonat in Bariumoxid umgewandelt, das dann mit Silizium, Aluminium oder ähnlichen Stoffen zum Reinmetall reduziert wird. Die Reaktionsgleichungen dieser Prozessfolge lauten:
-

\mathrm

- Bariumsulfat reagiert mit Kohlenstoff zu Bariumsulfid und Kohlenstoffdioxid.
-

\mathrm

- Bariumsulfid wird mit Wasser und Kohlenstoffdioxid versetzt und reagiert zu Bariumcarbonat und Schwefelwasserstoff.
-

\mathrm

- Das Bariumcarbonat fällt aus dem Wasser aus, weil es unlöslich ist, Bariumcarbonat zerfällt beim Erhitzen zu Bariumoxid und Kohlenstoffdioxid.
-

\mathrm

- Bariumoxid reagiert mit Aluminium zu Aluminiumoxid und reinem Barium. Diese Reaktion ist eine Variante des Thermit-Prozess. Hochreines Barium wird durch Elektrolyse von geschmolzenem Bariumchlorid hergestellt.

Eigenschaften

Chemische und physikalische Eigenschaften

Barium ist ein festes, paramagnetisches Erdalkalimetall, das in einem kubisch-raumzentrierten Gitter kristallisiert. In den chemischen Eigenschaften ähnelt es Calcium und den anderen Erdalkalimetallen. Es reagiert heftiger als die meisten anderen Erdalkalimetalle mit Wasser und mit Sauerstoff und löst sich leicht in fast allen Säuren - eine Ausnahme bildet konzentrierte Schwefelsäure, da die Bildung einer Sulfatschicht (Passivierung) die Reaktion stoppt. Barium kann deshalb als eines der unedelsten Metalle bezeichnet werden. Wegen dieser hohen Reaktivität wird es unter Schutzflüssigkeiten aufbewahrt (siehe Vorsichtsmaßnahmen). Es besitzt eine silberweiße Farbe, wird an der Luft jedoch schnell mattgrau, weil sich eine Oxidschicht bildet (siehe Bild). Barium weist eine grüne bis fahlgrüne Flammenfärbung auf; die charakteristischen Spektrallinien liegen bei 524,2 und 513,7 nm. Barium hat eine Dichte von 3,62 g/cm³ (bei 20 °C) und zählt damit zu den Leichtmetallen. Die Mohshärte beträgt 1,25, es ist damit vergleichsweise weich, allerdings härter als die anderen Erdalkalimetalle und Blei. Der Schmelzpunkt liegt bei 1.000 K (727 °C), der Siedepunkt bei 1.913 K (1.640 °C). Das elektrochemische Standardpotenzial liegt bei -2,912 V. Die Aufbewahrung reinen Bariums erfolgt aufgrund der leichten Oxidierbarkeit unter Luftabschluss in geeigneten sauerstofffreien Flüssigkeiten wie beispielsweise Benzin. Im Gegensatz zu anderen Erdalkalimetallen bildet Barium nur eine dünne Oxidschicht und kann sich in feuchter Luft selbst entzünden.

Eigenschaften des isolierten Bariumatoms

Benzin Barium hat eine Atommasse von 137,327. Der Atomradius beträgt 215 pm (berechnet: 253 pm), der Kovalenzradius 198 pm. Die Elektronenkonfiguration ist Xe]6s². Barium kommt in ionischen Verbindungen zweifach geladen vor. Dies lässt sich damit begründen, dass die Summe der ersten und zweiten Ionisationsenergie vergleichsweise niedrig ist, so dass der energetische Aufwand zur Abspaltung zweier Elektronen durch die bei der Bildung des kristallinen Festkörpers freiwerdende Gitterenthalpie kompensiert werden kann.

Isotope und radioaktive Eigenschaften

In der Natur kommen sieben stabile Bariumisotope vor, wobei ¹³⁸Ba mit 71,8 % das häufigste Isotop ist. Des Weiteren sind von Barium 33 radioaktive Isotope mit Halbwertszeiten zwischen 10,5 Jahren bei ¹³³Ba und 150 Nanosekunden bei ¹⁵³Ba bekannt, wobei die meisten jedoch innerhalb von wenigen Sekunden zerfallen. Barium hat durchgängig Isotope mit mindestens 58 bis maximal 97 Neutronen (von ¹¹⁴Ba bis ¹⁵³Ba). Stabile Bariumisotope entstehen durch verschiedene Zerfallsreihen, beispielsweise des ¹³⁷I in ¹³⁷Ba. Die radioaktiven Isotope zerfallen in Lanthan-, Xenon-, Cäsium- und Iodisotope. In der folgenden Tabelle sind neben den sieben stabilen die vier radioaktiven Isotope mit den längsten Halbwertszeiten angegeben. Weitere Isotope siehe Weblinks. Einige Auszüge aus weiteren Zerfallsreihen an denen Barium (meist nur mit radioaktiven Isotopen) beteiligt ist:
-

\mathrm

:Californium zerfällt spontan in Barium, Molybdän und vier Neutronen.
-

\mathrm

:Uran wird mit langsamen Neutronen beschossen und zerfällt dabei in Barium, Krypton und drei weitere Neutronen.

Verwendung

Elementares Barium findet nur wenige Anwendungen, zum Beispiel in Spezialbereichen der Metallurgie. Es wird gelegentlich als Zusatz für Metalllegierungen benutzt und ist Bestandteil vieler Hochtemperatursupraleiter, von Aluminium- und Magnesiumlegierungen als Gettermetall in Elektronenröhren, von Vakuumröhren und von Nickel-Barium-Zündkerzen. Ungeachtet ihrer Giftigkeit finden auch Bariumverbindungen vielfache Anwendung:
- Bariumsulfat wird als "Permanentweiß" für Farben und in der Medizin als Röntgenkontrastmittel verwendet. Es gilt wegen seiner geringen Löslichkeit von nur 10^-5 Mol pro Liter als ungefährlich.
- Bariumcarbonat ist ein wirksames Rattengift. Es wird auch als Rohstoff zur Glasherstellung verwendet.
- Unreines Bariumsulfid phosphoresziert nach Lichteinwirkung.
- Bariumoxid dient zur Herstellung von Spezialgläsern mit hohem Brechungsindex.
- Bariumnitrat und Bariumchlorat werden wegen ihrer brandfördernden Eigenschaften und der grünen Flammenfärbung in der Pyrotechnik benutzt.
- Bariumchlorid wird zum Härten von Stahl und als Indikator verwendet.
- Mit etwa 90 % der Bariumverbindungen werden in der Öl- und Gasindustrie Bohrschlämme hergestellt, die bei Gesteinsbohrungen als Schmiermittel wirken.
- Das Bariummineral Benitoit, ein Barium-Titan-Silikat, ist oft durchscheinend und von blauer Farbe und kann bei guter Qualität als Schmuckstein genutzt werden.
- Bariumperoxid wird zum Zünden von Thermitgemischen beim Thermitverfahren genutzt.

Nachweis

Nasschemische Methoden

- Eine Methode zum Nachweis ist das Umsetzen mit verdünnter Schwefelsäure, woraufhin weißes Bariumsulfat ausfällt. Befindet sich Barium in Gesellschaft von anderen Elementen, die ebenfalls schwerlösliche Sulfate bilden, so kann dieses Verfahren nicht angewendet werden. Trennung und Nachweis erfolgen dann, sofern nur Erdalkalielemente vorhanden sind nach dem Chromat-Sulfat-Verfahren. Im Rahmen dieses Verfahrens wird die Bariumlösung mit Kaliumchromatlösung versetzt und es entsteht ein gelber Niederschlag von Bariumchromat. Sind noch andere Elemente mit schwerlöslichen Sulfaten vorhanden, muss ein geeigneter Trennungsgang durchgeführt werden (siehe Qualitative Analyse).

Instrumentelle Methoden

- Ein zum Nachweis von Barium geeignetes Verfahren ist die Atomspektroskopie. Der Nachweis von Barium und Bariumsalzen erfolgt hierbei über das charakteristische Spektrum. Gebräuchliche Gerätetypen hierzu sind beispielsweise das Flammenatomabsorptionsspektrometer oder das Atomemissionsspektrometer mit induktiv gekoppeltem Hochfrequenzplasma. Es können selbst geringe Spuren von Barium nachgewiesen werden. Wenn kein Spektrometer vorhanden ist kann man unter Umständen auch einfach eine Probe in eine Bunsenbrennerflamme halten, und die grüne Flammenfärbung beobachten. Die Anwendung der Flammenfärbung ist nicht möglich, wenn Elemente mit ähnlichen Flammenfarben anwesend sind.

Toxikologie

Alle wasser- oder säurelöslichen Bariumverbindungen sind giftig. Die maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert) liegt bei 0,5 mg/m³. Eine Dosis von 1 bis 15 Gramm ist abhängig von der Löslichkeit der jeweiligen Bariumverbindung für einen Erwachsenen tödlich. Das in der Röntgenologie verwendete wasserunlösliche Kontrastmittel Bariumsulfat, das zur Darstellung des Magen-Darm-Trakts beziehungsweise des Schluckakts in der Videokinematographie eingesetzt wird, muss deshalb frei von löslichen Bariumverbindungen sein, das heißt als Reinsubstanz zugeführt werden. Bariumvergiftungen erfolgen meist am Arbeitsplatz oder in der Nähe Barium-verarbeitender Industriezweige. Dabei kann Barium eingeatmet werden oder über das Trinkwasser in den Organismus gelangen. Abgelagert wird Barium in der Muskulatur, den Lungen und den Knochen, in die es ähnlich wie Kalzium, jedoch schneller aufgenommen wird. Seine Halbwertszeit im Knochen wird auf 50 Tage geschätzt. Nachdem Kalzium auch an der Zellmembran der Muskulatur durch Barium ersetzt werden kann, wird - in niedriger Dosierung - deren Durchlässigkeit erhöht und die Muskelkontraktion gesteigert, was zu einer Blutdrucksteigerung und Senkung der Herzfrequenz, aber auch zu Muskelkrämpfen führen kann. Höhere Dosen führen zu Muskelschwäche bis hin zu -lähmung, die auf die Beeinträchtung des Zentralen Nervensystems zurückgeführt wird. Herzrhythmusstörungen (Extrasystolie und Kammerflimmern), Tremor, allgemeines Schwächegefühl, Schwindel, Angst und Atemprobleme können auftreten. Bei akuten wie subakuten Vergiftungen können Störungen des Magen-Darm-Trakts wie Leibschmerzen, Erbrechen und Durchfall auftreten. Viele Symptome werden auch durch den begleitenden Kaliumabfall erklärt. Erste Hilfe kann durch Zugabe von Natriumsulfat- oder Kaliumsulfatlösung erfolgen, wodurch die Bariumionen in schwerlöslichem und damit ungiftigem Bariumsulfat gebunden werden.

Verbindungen und Reaktionen

Einige der wichtigsten Reaktionen des Bariums sind:
- mit Wasserstoff H₂ zu Bariumhydrid: :

Ba\,(s) + H_2\,(g) \rightarrow BaH_2\,(s)

- mit Sauerstoff O₂ zu basischem Bariumoxid: :

2\,Ba\,(s) + O_2\,(g) \rightarrow 2\,BaO\,(s)

- mit Stickstoff N₂ zu Bariumnitrid: :

3\,Ba\,(s) + N_2\,(g) \rightarrow Ba_3N_2\,(s)

- mit Schwefel S₈ zu Bariumsulfid: :

8\,Ba\,(s) + S_8\,(s) \rightarrow 8\,BaS\,(s)

- mit Halogenen X₂ (X = Fluor, Chlor, Brom, Iod) zu Bariumhalogeniden: :

Ba\,(s) + X_2\,(s, l, g) \rightarrow BaX_2\,(s)

- mit Wasser H₂O zu Bariumhydroxid: :

Ba\,(s) + 2\,H_2O\,(l) \rightarrow Ba^\,(aq) + 2\,OH^\,(aq) + H_2\,(g)

- mit Ammoniak NH₃ zu Komplexen, die zu Bariumamid zerfallen: :

Ba\,(s) + 6\,NH_3\,(l) \rightarrow [Ba(NH_3)_6]

[Ba (NH_3)_6] \rightarrow Ba(NH_2)_2 + 4\,NH_3\,(g) + 3\,H_2\,(g)

Obwohl Barium selbst ein Leichtmetall ist, weisen einige Bariumverbindungen eine hohe Dichte auf, wie beispielsweise bei Bariumsulfat bereits aus dem Mineraliennamen "Schwerspat" abzulesen ist. Bariumverbindungen verbrennen mit grüner Flamme. In Verbindungen kommt Barium immer als Ba²⁺ vor.

Wichtige Bariumverbindungen:
- Bariumoxid, Bariumperoxid
- Bariumhydroxid und Barytwasser,
- Bariumsulfat,
- Bariumsulfid,
- Bariumnitrat,
- Bariumcarbonat,
- Bariumchlorat, Bariumperchlorat
- Bariumchlorid,
- Bariumtitanat,
- Bariumchromat.

Barium in der belebten Natur

Pflanzen nehmen Barium aus dem Boden auf und reichern es an. Die höchste Konzentration in einer Nutzpflanze findet sich mit einem Anteil von 1 % entsprechend 10.000 ppm (Millionstel Anteilen) bei der Paranuss. Auf Barium richtiggehend angewiesen sind dagegen die Zieralgen (Desmidiaceae), eine Familie von einzelligen, etwa einen Millimeter großen Grünalgen (Chlorophyta), die in kalten, nährstoffarmen Süßgewässern, insbesondere in Hochmooren vorkommen. In ihren Zellen befinden sich flüssigkeitsgefüllte Hohlräume, in denen sich winzige Bariumsulfatkristalle befinden. Das dazu notwendige Barium wird offenbar selektiv dem Wasser entzogen, selbst bei verschwindend geringen Konzentrationen von nur 1 ppb (Milliardstel Anteil). Auch um Größenordnungen darüber liegende Konzentrationen des leichteren Erdalkalimetalls Kalzium ändern daran nichts. Umgekehrt werden für andere Organismen tödliche Bariumkonzentrationen von bis zu 35 ppm (Millionstel Anteile) toleriert. Die biologische Funktion der Kristalle ist noch unklar, eine Rolle bei der Schwerewahrnehmung wird jedoch vermutet. Dass Barium für die Pflanzen essentiell ist, zeigt sich dadurch, dass sie bei Entzug nicht mehr weiter wachsen. Auch im menschlichen Körper kommt Barium vor, der durchschnittliche Gewebeanteil liegt bei 100 ppb (Milliardstel Anteilen), in Blut und Knochen mit jeweils bis zu 70 ppb etwas niedriger. Mit der Nahrung wird täglich etwa ein Milligramm Barium aufgenommen.

Literatur

- Harry H. Binder, Lexikon der chemischen Elemente. Hirzel, Stuttgart, 1999, ISBN 3-7776-0736-3
- Ekkehard Fluck, Klaus G. Heumann, Periodensystem der Elemente, Tafel. Wiley-VCH, Weinheim, 2002, ISBN 3-527-30716-8
- Erwin Riedel, Anorganische Chemie. de Gruyter, Berlin, 2002, ISBN 3-11-017439-1
- A. F. Holleman, Egon Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie. de Gruyter, Berlin, 1995, ISBN 3-11-012641-9
- Morton, W.: Lancet 1956/I, 738, Bericht über eine Massenvergiftung von 84 Personen durch Bariumcarbonat

Weblinks

- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ba/index.html WebElements.com - Barium]
- [http://www1.physik.tu-muenchen.de/~gammel/matpack/html/Nuclear/Nuclids/nuclids6.html Isotope]
- [http://www.cancerhelp.org.uk/help/default.asp?page=1541 Information on barium meal]
- [http://www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/56Barium.htm Deutschsprachige Informationen zum Barium auf der Homepage von Thomas Seilnacht]
- [http://www.pniok.de/ba.htm Abbildung in der Elementansammlung von Heinrich Pniok auf www.Pniok.de] Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Erdalkalimetall Kategorie:Periode-6-Element ja:バリウム ko:바륨 th:แบเรียม

Periodensystem

Das Periodensystem der Elemente, kurz Periodensystem oder PSE, bietet eine Übersicht der verschiedenen chemischen Elemente. Die Elemente werden mit steigender Kernladung (Ordnungszahl) entsprechend ihrer chemischen Eigenschaften in Perioden sowie Haupt- und Nebengruppen eingeteilt. Nachfolgend ist das Periodensystem der Elemente in seiner heute bekanntesten Form dargestellt. Die Elemente sind mit ihrer Ordnungszahl und ihrem Symbol aufgeführt. (Ein über die Ordnungszahl 118 erweitertes Periodensystem befindet sich unter Erweitertes Periodensystem).

Geschichte

Erweitertes Periodensystem Die Datierung der Entdeckung solcher Elemente, die bereits seit der Frühzeit oder Antike bekannt sind, ist nur ungenau und kann je nach Literaturquelle um mehrere Jahrhunderte schwanken. Sicherere Datierungen sind erst ab dem 18. Jahrhundert möglich. Bis dahin waren erst 15 Elemente als solche bekannt und beschrieben (Metalle wie Eisen, Kupfer, Blei, Bismut, Arsen, Zink, Zinn, Antimon, Platin, Silber, Quecksilber und Gold oder Nichtmetalle wie Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor). Die meisten Elemente wurden im 19. Jahrhundert entdeckt und wissenschaftlich beschrieben. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren nur noch zehn der natürlichen Elemente unbekannt. Seither wurden vor allem schwer zugängliche, oftmals radioaktive Elemente dargestellt. Viele dieser Elemente kommen nicht in der Natur vor und sind das Produkt von künstlichen Kernverschmelzungsprozessen. Erst im Dezember 1994 wurden die beiden künstlichen Elemente Darmstadtium (Eka-Platin) und Roentgenium (Eka-Gold) hergestellt. (siehe auch: [http://www.seilnacht.com/Lexikon/psframe.htm www.seilnacht.com]) Anfang des 19. Jahrhunderts stellte Johann Wolfgang Döbereiner erstmals einen Zusammenhang zwischen der Atommasse und den chemischen Eigenschaften einzelner Elemente fest. 1863 stellte Newlands eine nach Atommassen geordnete Tabelle der Elemente in Achtergruppen (Gesetz der Oktaven) auf. Das Periodensystem selbst wurde 1869 nahezu gleichzeitig und unabhängig voneinander von Dmitri Mendelejew (1834-1907) und Lothar Meyer (1830-1895) aufgestellt. Dabei ordneten sie ebenfalls die chemischen Elemente nach steigenden Atommassen, wobei sie Elemente mit ähnlichen Eigenschaften (Anzahl der Valenzelektronen) untereinander anordneten. Im 20. Jahrhundert wurde der Aufbau der Atome entdeckt, die Periodizität wurde durch den Aufbau der Elektronenhülle erklärt. (siehe auch Entwicklung des Periodensystems der Elemente)

Aufbau

Die chemischen Eigenschaften eines Elements werden nur durch die Eigenschaften der Elektronenhülle bestimmt, die Eigenschaften des Atomkerns spielen bis auf die Kernladung, die die Anzahl der Hüllenelektronen festlegt, keine Rolle. Das Periodensystem ist damit vollständig durch die Elektronenkonfiguration der Atome erklärbar. Die Elemente in einer Periode (Zeile des PSE) haben die gleiche Anzahl von Elektronenschalen, die Elemente einer Gruppe (Spalte des PSE) gleichen sich im Aufbau der äußeren Elektronenschale. Die Unterscheidung in Haupt- und Nebengruppen ergibt sich dadurch, dass bei letzteren nicht die äußerste, sondern die zweitäußerste Schale mit Elektronen aufgefüllt wird, bei den Lanthaniden/Lanthanoiden und Actiniden/Actinoiden die drittäußerste. Im Wesentlichen bestimmt die Anzahl der Elektronen auf der äußeren Elektronenschale das chemische Verhalten eines Atoms, deshalb haben die Elemente der einzelnen Gruppen, da sie die gleiche Anzahl an Elektronen auf der äußeren Bahn haben, vergleichbare chemische Eigenschaften.. Das Element 84 (Po Polonium) und alle nachfolgenden sind radioaktiv und somit instabil. Auch innerhalb der Elemente 1 bis 83 sind 2 Stoffe enthalten, die radioaktiv, also instabil sind: Nr. 43 Tc Technetium und Nr. 61 Pm Promethium (Name nach Prometheus). So bleiben tatsächlich nur 81 stabile Elemente übrig, die in der Natur vorkommen - alle anderen sind radioaktive Stoffe. Von den radioaktiven Elementen sind nur Thorium und Uran in größeren Mengen in der Natur vorhanden, da diese Elemente Halbwertszeiten in der Größenordnung des Alters der Erde haben. Alle anderen radioaktiven Elemente sind entweder intermediäre Zerfallsprodukte des Urans und Thoriums, wie das Radium oder entstehen bei seltenen natürlichen Kernreaktionen oder durch Spontanspaltung von Uran und Thorium. Letztere können in wägbaren Mengen nur künstlich hergestellt werden. Dies gilt grundsätzlich für alle Elemente mit Ordnungszahlen über 94, von denen bis heute noch keine Spuren in der Natur gefunden wurden, obwohl sie ebenfalls bei der Elementsynthese in einer Supernova entstehen.

Tendenzen

Im PSE kann man feststellen, dass einige Eigenschaften der Elemente sich in bestimmten Positionen im PSE finden lassen.
So erscheint es logisch, dass die Anzahl der Protonen von links nach rechts in einer Zeile und von oben nach unten in einer Spalte zunimmt. So gibt es weitere Eigenschaften, die sich im Periodensystem darstellen lassen:
- Masse
- nimmt von oben nach unten und von links nach rechts zu (Ausnahmen: Ar vor K, Te vor I, Co vor Ni, Th vor Pa).
- Atomradius
- nimmt von oben nach unten zu, von links nach rechts ab (bei Hauptgruppenelementen)
- Elektronegativität
- Nimmt von oben nach unten ab, von links nach rechts zu (Ausnahme: Edelgase)
- Ionisierungsenergie
- nimmt von oben nach unten ab, von links nach rechts zu.
- Metallcharakter
- nimmt von oben nach unten zu und von links nach rechts ab.
- Basizität der Oxide
- nimmt von oben nach unten zu, von links nach rechts ab.
- Schrägbeziehung:
- Ähnlichkeiten zwischen:
- Lithium - Magnesium
- Beryllium - Aluminium
- Bor - Silizium
- Grimmscher Hydridverschiebungssatz
- Lanthanoidenkontraktion

Siehe auch

- Elektronenkonfiguration im Periodensystem.
- Liste der chemischen Elemente nach
- Namen
- Ordnungszahl
- Symbol
- Seltenheit

Das Lied der chemischen Elemente

1959 hat der Amerikaner Tom Lehrer ein Lied geschrieben, in dem die Namen aller bis dato bekannten 102 Elemente vorkommen. Dieses Lied heißt „The Elements“ (Lied der chemischen Elemente).
- http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/lyrics.html
- http://www.privatehand.com/flash/elements.html

Weblinks

Deutsche Seiten

- [http://www.seilnacht.com/Lexikon/psframe.htm Bebildertes Periodensystem]
- [http://mypse.sourceforge.net/ Interaktives Periodensystem - deutsch (GPL)]
- [http://www.pse-online.de/html/allgemein/pdf.htm/ Periodensystem als PDF]

Englische Seiten

- [http://www.webelements.com Informationen zu den Elementen]
- [http://www.iupac.org/reports/periodic_table/index.html offizielles Periodensystem der Elemente der] IUPAC Kategorie:Werkzeug der Chemie !Periodensystem als:Periodensystem ja:周期表 ko:주기율표 ms:Jadual berkala simple:Periodic table th:ตารางธาตุ

Ordnungszahl

Die Ordnungszahl, auch Atomnummer oder Kernladungszahl, gibt die Anzahl der Protonen in einem Atomkern an. Ihr Formelzeichen ist Z. Atome mit gleicher Ordnungszahl gehören zum selben Element und haben somit das gleiche Verhalten bei chemischen Reaktionen. Sie wird links unten neben dem Elementsymbol angegeben, Beispiele: :₁H (Wasserstoff) oder ₈O (Sauerstoff) Da aber das Elementsymbol eindeutig die Ordnungszahl bestimmt, wird die Ordnungszahl selten – meist nur in tabellarischen Übersichten – in dieser Form angegeben. Siehe auch: Massenzahl, Isotop, Periodensystem Kategorie:Atomphysik Kategorie:Kernphysik als:Ordnungszahl ja:原子番号 ko:원자 번호 th:เลขอะตอม

Periode-6-Element

Ein Element der 6. Periode (Periode-6-Element) steht in der 6. Zeile des Periodensystems (in der Darstellung als Langperiodensystem). Die Lanthanide gehören dazu.

Chemische Elemente der 6. Periode

Kategorie:Stoffgruppe ja:第6周期の元素 th:ธาตุคาบ 6

1774

Ereignisse

- 2. Juni: Das Parlament in Großbritannien beschließt den Quartering Act, nachdem englische Truppen in Privathäusern der Kolonien einquartiert werden können
- 5. September: Nordamerika. Der erste Kontinentalkongress formiert sich
- Entdeckung des Sauerstoffs durch Joseph Priestley
- Goethe schreibt Die Leiden des jungen Werthers, am 14. April wird sein Schaupsiel Götz von Berlichingen in Berlin uraufgeführt
- Cook entdeckt Neukaledonien
- Der 1768 begonnene Russisch-Türkische Krieg endet siegreich für die Russen unter der Katharina der Großen
- Abbruch der Handlungsbeziehungen zwischen Amerika und Großbritannien auf dem Kontinentalkongress

Kultur

- 4. November: Uraufführung der Komödie Berthe von François-Joseph Gossec am Théâtre de la Monnaie in Brüssel
- 4. November: Uraufführung der Oper Lucio Silla von Johann Christian Bach in Mannheim

Geboren

- 18. Januar: Bernhard Dräsecke, evangelischer Theologe, Generalsuperintendent und Bischof († 1849)
- 3. Februar: Carl Brandan Mollweide, Mathematiker und Astronom († 1825)
- 16. Februar: Pierre Rode, französischer Violinist († 1830)
- 24. Februar: Adolph Friedrich, Herzog von Cambridge, britischer Feldmarschall († 1850)
- 5. März: Christopher Ernst Friedrich Weyse, dänischer Komponist († 1842)
- 16. März: Matthew Flinders, britischer Forschungsreisender († 1814)
- 19. März: Johann Baptist Heinrich, deutscher Politiker und Oberbürgermeister von Mainz († 1838)
- 1. April: Gottfried Daniel Krummacher, reformierter protestantischer Theologe († 1837)
- 1. April: Gustav von Rauch, preußischer General und Kriegsminister († 1841)
- 17. April: Václav Jan Křitel Tomášek, böhmischer Komponist († 1850)
- 21. April: Jean Baptiste Biot, französischer Physiker und Mathematiker († 1862)
- 24. April: Jean Itard, französischer Arzt und Taubstummenlehrer († 1838)
- 26. April: Christian Leopold von Buch, Geologe († 1853)
- 9. Juni: Joseph Freiherr Hammer von Purgstall, österreichischer Diplomat und Übersetzer orientalischer Literatur († 1856)
- 14. Juli: Hans Graf von Bülow, westfälisch-preußischer Staatsmann († 1825)
- 20. Juli: Auguste Frédéric Louis Viesse de Marmont, französischer Feldherr († 1852)
- 12. August: Robert Southey, engl. Geschichtsschreiber und Dichter († 1843)
- 14. August: Franz Xaver Gewey, österreichischer Beamter, Schauspieler und Schriftsteller († 1819)
- 18. August: Meriwether Lewis, US-amerikanischer Soldat und Entdecker († 1809)
- 28. August: Elisabeth Anna Bayley Seton, erste in den USA geborene Heilige († 1821)
- 5. September: Caspar David Friedrich, deutscher Maler der Romantik († 1840)
- 8. September: Anna Katharina Emmerick, Ordensschwester und Mystikerin († 1824)
- 18. Oktober: Adolf Müllner, deutscher Schriftsteller († 1829)
- 4. November: Ignaz Heinrich Freiherr von Wessenberg, Theologe († 1860)
- 14. November: Gaspare Spontini, italienischer OpernKomponist und -dirigent († 1851)
- Antal Csermák, ungarischer Komponist († 1822)
- Meriwether Lewis, US-amerikanischer Entdecker, Soldat und Verwaltungsbeamter

Gestorben

- 20. Januar: Florian Leopold Gassmann, österreichischer Komponist (
- 1729)
- 21. Januar: Mustafa III., Sultan des Osmanischen Reiches (1757 bis 1774) (
- 1717)
- 4. April: Oliver Goldsmith, irischer Schriftsteller und Arzt (
- 1728)
- 3. Mai: Johann Nikolaus Tischer, deutscher Komponist (
- 1707)
- 10. Mai: Ludwig XV., König von Frankreich (
- 1710)
- 26. Mai: Wilhelm Reinhard Graf von Neipperg, Oberst eines Infanterieregiments (
- 1684)
- 11. Juli: Sir William Johnson, irisch-britischer Politiker und General (
- 1715)
- 25. August: Niccolò Jommelli, italienischer Komponist (
- 1714)
- 22. September: Clemens XIV., war unter dem Namen Clemens XIV. Papst von 1769 bis 1774 (
- 1705)
- 29. Oktober: August von Hallerstein, Deutscher Jesuit und China-Missionar
- 12. November: Johann Friedrich Agricola, Musiker, Komponist und Musikschriftsteller (
- 1720)
- 22. November: Robert Clive, britischer General und Staatsmann (
- 1725)
- 16. Dezember: François Quesnay, französischer Arzt und Kupferstecher (
- 1694)
- Johann Georg Chevalier de Saxe ko:1774년 simple:1774

Metall

] Metalle sind die größte Gruppe der chemischen Elemente, etwa 80 % der Elemente sind Metalle. Sie sind im allgemeinen gute elektrische Leiter. Im Periodensystem der Elemente sind sie nicht bestimmten Reihen oder Perioden zugeordnet, vielmehr befinden sie sich links und unterhalb einer Linie vom Bor zum Polonium. Oben rechts befinden sich die Nichtmetalle, dazwischen die Halbmetalle.

Metalle in der Chemie

Grundsätzliches

Metallatome sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:
- Die Zahl der Elektronen in der äußeren Schale ist gering und kleiner als die Koordinationszahl
- Die Ionisierungsenergie ist klein (< etwa 10 eV) Daraus ergibt sich, dass Metallatome sich nicht wie viele Nichtmetalle über Atombindungen zu Molekülen oder Gittern verbinden können. Allenfalls in Metalldämpfen kommen solche Atombindungen vor, z. B. besteht Natriumdampf zu etwa 1 % aus Na₂-Molekülen. Metalle ordnen sich vielmehr zu einem Metallgitter, in dem die Valenzelektronen über das ganze Gitter verteilt sind, man spricht auch von einem Elektronengas. In dem Elektronengas ordnen sich die positiv geladenen Atomrümpfe. Eine exaktere Betrachtung unter Berücksichtigung des Orbitalmodells liefert das Energiebändermodell. In Verbindung mit Nichtmetallen treten die Metalle im Allgemeinen als Kationen auf, d. h. die äußeren Elektronen werden vollständig an die Nichtmetallatome abgegeben und es bildet sich eine Ionenverbindung (Salz). In einem Ionengitter werden die Ionen nur durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten.

Eigenschaften

Aus der Bindungsart und dem Gitteraufbau resultieren folgende typische Eigenschaften der Metalle:
- Undurchsichtigkeit durch leicht verschiebbare Elektronen (dadurch, dass die Elektronen nicht an bestimmte Energieniveaus (Orbitale) gebunden sind, sondern frei in Form eines Elektronengases vorkommen, können sie viele Wellenlängen absorbieren und haben deshalb eine grau bis schwarze Farbe)
- Glanz, bedingt durch leicht verschiebbare Elektronen an der Oberfläche (dadurch dass die Elektronen nicht an bestimmte Energieniveaus (Orbitale) gebunden sind, sondern frei in Form eines Elektronengases vorkommen, können sie die ganze zuvor aufgenommene Energie wieder emittieren. So entsteht der Glanz)
- Gute Verformbarkeit (Duktilität): Im Metallgitter befinden sich Versetzungen, die sich schon bei einer Spannung unterhalb der Trennspannung bewegen können; je nach Gittertyp verformt sich also ein Metall eher, als dass es bricht
- Hoher Schmelzpunkt durch die allseitig gerichteten Bindungskräfte
- Gute Elektrische Leitfähigkeit durch leicht verschiebbare Elektronen
- Gute Thermische Leitfähigkeit durch leicht verschiebbare Elektronen ----

Schmelz- und Siedetemperaturen

Die folgende Tabelle zeigt die Schmelz- und Siedetemperaturen einiger Metalle (in °C bei Normaldruck):

Wärmeleiteigenschaften

Die für die Wärmeleitung relevaten Eigenschaften wie Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit variieren stark. So hat etwa Silber mit 427 W/(m K) eine ca. 20-fach höhere Wärmeleitfähigkeit als Mangan. Weitere Werte.

Einteilung

Traditionell unterteilt man Metalle nach der Dichte in Schwermetalle und Leichtmetalle, nach der Reaktivität in Edelmetalle und unedle Metalle. Daneben ist gerade für das chemische Verhalten die Zugehörigkeit zu Haupt- oder Nebengruppen des Periodensystems entscheidend. Siehe auch: Refraktärmetalle

Für technisch verwendete Metalle

Die technisch verwendete Metalle werden entsprechend ihrem Basismetall und nach dem Verwendungszweck unterteilt:
- Metalle
- Eisenwerkstoffe
- Stahl (unlegiert, niedriglegiert, hochlegiert)
- Gusseisen (Grauguss, Stahlguss, Temperguss)
- Nichteisenmetalle
- Reinmetalle
- Edelmetalle
- Schwermetalle (ρ ≥ 4,5 g/cm³)
- Leichtmetalle (ρ < 4,5 g/cm³)
- Nichteisen-Legierungen
- Knetlegierungen
- Gusslegierungen ----

Vorkommen

Der Erdkern besteht zum größten Teil aus Eisen, da es das physikalisch stabilste Element ist. In der Erdkruste dagegen überwiegen die Nichtmetalle, relativ häufige Metalle sind Aluminium, Eisen, Mangan, Titan, Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium. Viele seltene Metalle treten aber in ihren Abbaustätten stark angereichert auf, so dass sich ein Abbau lohnt. Gesteine, die klassische Werkmetalle in abbauwürdigen Konzentrationen enthalten, werden Erze genannt. Zu den wichtigsten Erzen gehören:
- Oxide
- Sulfide
- Carbonate Andere Metallverbindungen wie Kochsalz oder Kalk werden dagegen nicht als Erze bezeichnet. Manche Edelmetalle, v. a. Gold, kommen auch gediegen, d. h. in reiner Form und nicht als Verbindung/Erz vor.

Verbindungen

Die Verbindungen oder auch Lösungen von verschiedenen Metallen heißen Legierungen. Diese haben oft völlig andere physikalische und chemische Eigenschaften als die reinen Metalle. Vor allem die Härte ist teilweise um Größenordnungen höher. Ebenso ist vielfach die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht. Reine Metalle werden praktisch nicht verwendet, außer bei der Herstellung elektrischer Leitungen, da reine Metalle die größte Leitfähigkeit besitzen. Hier werden unlegierte Metalle verwendet, vor allem Kupfer und Aluminium. Mit vielen Nichtmetallen werden Ionenverbindungen eingegangen, wobei aber gerade bei Übergangsmetallen und bei größeren Anionen (wie dem Sulfid-Ion) alle Übergangsstufen zur Atombindung vorkommen. Mit Nichtmetallen wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff werden auch Einlagerungsverbindungen gebildet, wobei sich die Nichtmetallatome in Lücken des Metallgitters befinden, ohne dieses wesentlich zu verändern. Diese Einlagerungsverbindungen behalten die typischen Metalleigenschaften wie die Elektrische Leitfähigkeit. Metallkationen, v. a. die der Nebengruppenmetalle, bilden mit Basen (Wasser, Ammoniak, Halogeniden, Cyanid u. v. a.) Komplexverbindungen, deren Stabilität nicht allein durch die elektrostatische Anziehung erklärt werden kann. Metalle in höheren Oxidationsstufen bilden auch Komplexanionen, z. B. löst sich Chromtrioxid CrO₃ in Kalilauge unter Bildung des Chromat-Anions CrO₄^2-: CrO₃ + 2 KOH -> K₂CrO₄ + H₂O

Verwendung

Viele Metalle sind wichtige Werkstoffe. Unsere moderne Welt wäre ohne Metalle unmöglich. Nicht ohne Grund werden Phasen der Menschheitsentwicklung nach den verwendeten Werkstoffen als Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit bezeichnet. Die folgende Tabelle enthält die wichtigsten Metalle und Legierungsbestandteile, keine Verbindungen.
- Aluminium: bedeutendstes Leichtmetall
- Beryllium
- Bismut: Legierungen
- Blei: Legierungen, Bleiakkumulator, Lote, Korrosionsschutz, Gewicht
- Cadmium: Bestandteil von Akkumulatoren
- Chrom: Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl, Chrom-Nickel-Stahl), Überzugsmetall
- Eisen: wichtigstes Werkmetall (Gusseisen, Stahl), viele Legierungen
- Gold: Schmuckmetall, Blattgold, Elektrotechnik, Wertanlage, Währungsabsicherung
- Iridium
- Kalium: legiert mit Natrium als Kühlmittel in Kernreaktoren
- Kobalt: Magnete
- Kupfer: Elektrotechnik (zweithöchste Leitfähigkeit nach Silber), Bronze, Messing
- Magnesium: für besonders leichte Werkstücke mit nicht allzuhohen Ansprüchen an die Festigkeit; Einweg-Blitzbirnen bzw. Blitzlichtpulver
- Mangan: Legierungsbestandteil (Manganstahl)
- Molybdän: Legierungsbestandteil (Molybdän-Stahl) zur Erhöhung der Warmfestigkeit
- Natrium: legiert mit Kalium als Kühlmittel in Kernreaktoren
- Nickel: Legierungen (Nickel-Eisen, Nickel-Chrom, Nickel-Kupfer etc.), Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl, Chrom-Nickel-Stahl), Magnete
- Osmium: legiert mit Wolfram in Glühlampen
- Palladium: Katalyse, Wasserstoffspeicherung
- Platin: Schmuckmetall, Katalyse, Wertvollstes Metall
- Quecksilber: Thermometer
- Rhodium: Schmuckmetall
- Ruthenium
- Silber: Schmuckmetall, Fotografie
- Tantal: Kondensatoren
- Titan: für Leichtbauweise ohne Rücksicht auf die hohen Kosten, Schmuck
- Uran: Kernreaktoren, Radioaktivität
- Vanadium: Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl) für wärmfeste Stähle, Katalysator zur Synthetisierung von Schwefelsäure (Vanadium-V-Oxid)
- Wolfram: Glühlampen (höchster Schmelzpunkt aller Metalle), Spezialstähle, Wolframcarbid
- Zink: Legierungsbestandteil (Messing), Zinkdruckgussteile (Zamak-Legierung), Verzinkung von Stahlteile (Feuerverzinkung, Bandverzinken, ..)
- Zinn: Legierungsbestandteil (Bronze), Lote (Lötzinn), Weißblech, Zinnfiguren
- Zirkonium: Lamdasonde im Auto (Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas)

Metalle in der Astronomie

In der Astronomie bezeichnet Metall jedes chemische Element mit einer Ordnungszahl höher als Helium. Diese Unterscheidung ist sinnvoll, da Wasserstoff und Helium zusammen mit einigen Spuren von Lithium die einzigen Elemente sind, welche im Universum auftreten, ohne ein Produkt der Kernfusion innerhalb von Sternen zu sein. Die Metallizität von Objekten des Weltraums kann daher als Indikator für seine stellare Aktivität aufgefasst werden.

Metall in der Chinesischen Philosophie

Metall bezeichnet ein Element der traditionellen Fünf-Elemente-Lehre.

Siehe auch

- Metallurgie
- Metallgitter – Metallbindung
- Halbmetall – Nichtmetall
- Periodensystem
- Festkörper

Weblinks

- Animationen der Atome von Metallen und Nichtmetallen: http://www.physik.rwth-aachen.de/~harm/aixphysik/atom/Periodic/index.html ! Kategorie:Stoffgruppe Kategorie:Metallurgie ja:金属 ko:금속 simple:Metal th:โลหะ

1600

Ereignisse

Politik und Weltgeschehen

- April: William Adams betritt als erster Engländer den Boden Japans
- 8. Oktober: San Marino nimmt seine geschriebene Verfassung an
- 21. Oktober: Schlacht von Sekigahara
- William Gilbert erkennt als erster die elektrischen Phänomene

Kultur

- 7. Oktober: Uraufführung der Oper Il rapimento di Cefalo von Giulio Caccini im Palazzo Vecchio in Florenz, zur Hochzeit König Heinrichs IV. von Frankreich mit Maria von Medici

Geboren

- 1. Januar: Heinrich von Brockdorff, Soldat und Politiker
- 17. Januar: Pedro Calderón de la Barca, spanischer Dramatiker († 1681)
- 28. Januar: Giulio Rospigliosi, unter dem Namen Clemens IX. Papst von 1667 bis 1669 († 1669)
- 5. Februar: Dr. Johan Picardt, deutsch-niederländischer Arzt, Pastor und Schriftsteller († 1670)
- 4. März: Hans Christoph Graf von Königsmarck, schwedischer Feldmarschall im Dreißigjährigen Krieg († (1663)
- 2. April: Johann Heinrich Waser, Bürgermeister von Zürich († 1689)
- 19. September: Johann Friedrich von Sachsen-Weimar, († 1628)
- 4. Oktober: Gian Paolo Oliva, 11. General der Societas Jesu († 1681)
- 19. November: Karl I. (Charles I.), König von England († 1649, geköpft)
- 20. Dezember: Nicolas Sanson, französischer Kartograph († 1667)
- Dezember: Marie de Rohan-Montbazon, französische Adelige, Gegenspielerin von Kardinal Richelieu und Kardinal Mazarin

Gestorben

- 17. Februar: Giordano Bruno, italienischer Philosoph (öffentlich in Rom verbrannt) (
- 1548)
- 28. März: Salomon Alberti, Mediziner (
- 1540)
- 18. Juni: Eduard Fortunat von Baden, Markgraf von Baden (
- 1565)
- 22. Juni: Samuel Fischer (Pfarrer), deutscher Theologe (
- 1547)
- 22. Juli: Laurentius Fabritius, Weihbischof in Köln (
- um 1535) ko:1600년 simple:1600

Alchemie

Die Alchemie (auch Alchimie) ist ein alter Zweig der Naturphilosophie und wurde im 17./18. Jahrhundert sukzessive von der modernen Chemie und Pharmakologie abgeloest. Die Kunst der Alchemie wurde von Alchemisten (auch Alchimisten) praktiziert. In heutiger Zeit bezeichnen sich manche Vertreter von Pseudowissenschaften ebenfalls als Alchemisten. Zur Möglichkeit der künstlichen Herstellung von Gold (siehe Goldsynthese) und von anderen Edelmetallen (siehe Edelmetallsynthese).

Herkunft

Es wird angenommen, dass sich das Wort Alchemie vom arabischen „al-kymiya“ bzw. vom griechischen "χυμεία" (chymeia) herleitet. Ersteres entspricht dem Namen mit dem die alten Ägypter selbst ihr Land bezeichneten, d. h. Alchemie wird hier als „Kunst der Ägypter“ verstanden, im Sinne des Letzteren als „Lehre des Gießens“. Anhand der Etymologie werden bereits ihre Ursprünge im alten Ägypten und im (hellenistischen) Griechenland deutlich.

Aufgabengebiet und Errungenschaften

Die Alchemie war teilweise von der Idee der künstlichen Herstellung von Gold getrieben, auf der Suche nach dem Stein der Weisen oder dem Universallösungsmittel Alkahest. Dabei arbeitete sie hauptsächlich mit der Methode Versuch und Irrtum (Trial and Error), die auch heute noch eine wichtige Methode zur Erkenntnisgewinnung ist. Die Alchemisten waren der Meinung, chemische Elemente könnten ineinander umgewandelt (transmutiert) werden. Alchemisten befassten sich, im Gegensatz zu gelegentlichen Falschangaben, nicht mit der Herstellung lebender Kunstwesen (Homunculus, Basilisk). Anklänge an diese okkulten Experimente finden sich beispielsweise noch in Goethes Faust I und Faust II und in Meyrinks Golem. Wir verdanken der Alchemie unter anderem die (Wieder-)Erfindung des Porzellans und Schwarzpulvers in Europa. Berühmte Alchemisten waren z. B. Vincentius Cascariolo aus Bologna, der 1604 erstmals einen Phosphoreszenz-Farbstoff herstellte, den so genannten „Bologneser Leuchtstein” oder „Lapis Solaris”. Diese Entdeckung beförderte Diskussionen über die Natur des Lichtes und führte bereits 1652 zu ersten spektroskopischen Untersuchungen. Der Hamburger Heinrich Hennig Brand war ein weiterer wichtiger Alchemist. Er entdeckte 1669 die Chemilumineszenz des weißen Phosphors („Phosphorus mirabilis“) und damit die erste Chemilumineszenzreaktion überhaupt. Diese Chemilumineszenzreaktion fand als Mitscherlich-Probe Eingang in die forensische Chemie und ist auch heute noch ein beeindruckendes Experiment.

Arbeitsmittel

Wichtige Grundlage und sozusagen die Bibel der Alchemisten war die Tabula Smaragdina. Sie ist eine dem Hermes Trismegistos zugeschriebene, ursprünglich wohl griechische, später in lateinischer Fassung verbreitete Sammlung von wenigen, schwer verständlichen und auslegungsbedürftigen Sätzen, in denen die gesamte Weltweisheit enthalten sein sollte. Ein spezieller Ofentyp der Alchemisten wird Athanor genannt. Manche Gefäße der Alchemisten werden nach Tieren benannt, so z. B. Igel oder Gans oder das Menschliche Paar.

Philosophische Bedeutung

Allerdings handelt es sich bei der Alchemie nicht nur um eine praktische Disziplin im Sinne einer Proto-Chemie. Sie hat vielmehr auch eine philosophische Dimension: die verschiedenen alchemischen Vorgänge – wie beispielsweise die Umwandlung eines bestimmten Metalls in ein anderes – stehen hier für die Entwicklung des Menschen, d. h. für inner-psychische Prozesse. Diesen psychologischen Aspekt der Alchemie betonte vor allem der schweizer Psychiater und Psychoanalytiker Carl Gustav Jung, der sich eingehend mit ihr beschäftigte und versuchte, sie für seine Analytische Psychologie fruchtbar zu machen.

Bedeutende Alchemisten

Alchemisten des alten Ägypten, sowie der Griechischen und Römischen Antike

- Hermes Trismegistos (legendär)
- Ostanes (vor 500 v. Chr.)
- Xamolxides (ca. 550 v. Chr)
- Empedokles (ca. 490–430 v. Chr)
- Demokrit (ca. 470–380 v. Chr)
- Maria die Alchemistin (ca. 470 v. Chr.)
- Zosimus aus Panopolis (ca. 250 bis ca. 310 n. Chr.)

Chinesische Alchemisten

In China haben sich innerhalb daoistischer Strömungen solche der Inneren Wandlung Neidan und solche der äußeren Wandlung Waidan herausgebildet, die in ihren Anfängen allerdings noch nicht geschieden waren. Das mit dem Prinzip des Dao verknüpfte Streben nach Unsterblichkeit – allerdings eigentlich im Sinne der Vollendung und Einswerdung im Dao – wurde ganzheitlich auf Körper und Geist bezogen, sodass es auch einige Alchemisten innerhalb der chinesischen Geschichte gab, die versuchten Metalle zu veredeln, dabei nebenbei das Schießpulver entdeckten und nach einem Elixier [dan] suchten, das irdische Unsterblichkeit ermögliche. Dies war aber als Ergänzung zu den inneren Arbeiten Qigong, Meditation, Fasten etc. gedacht. Die ersten Spezialisten in den Künsten der Unsterblichkeit waren die Fangshi, die als einsiedlerische Weise in den Bergen lebten, schamanistische Praktiken anboten, von Kaisern und Adeligen besucht und gelegentlich unterstützt wurden. Aus dieser Tradition kommt Wei Boyang, Autor des ältesten chinesischen alchemistischen Traktats Thouyi cantong qi („Über das Vereinigen der Entsprechungen“), der gemäß der Legende während des 2. Jh. n. Chr. gelebt haben soll. Ihm wird folgender Mythos nachgesagt: Nachdem der Hund an einem Experiment das rechte Elixier betreffend tot umfiel, sprach der Meister: „Ich habe den Weg der Welt, meine Familie und Freunde aufgegeben, um in den Bergen zu leben. Es wäre schamvoll, zurückzugehen, ohne das Dao der heiligen Unsterblichen gefunden zu haben. Durch dieses Elixier zu sterben kann nicht schlechter sein, als ohne es zu leben. So muss ich es dann zu mir nehmen.“ Auch er schluckte das Elixier und fiel auf der Stelle tot um. Nachdem die enttäuschten Schüler gegangen waren, erwachten Hund und Meister und schwebten zum Himmel empor, um Unsterbliche zu werden. Ein anderer war Ge Hong (284–364 n. Chr.). Sein Hauptwerk heißt Baopuzi („Er, der den unbehauenen Klotz umarmt“ oder „Der Meister, der die Schlichtheit umfaßt“). Die Shangqing-Schule nahm später einige seiner Techniken auf. Lü Dongbin, einer der Acht Unsterblichen, soll einer der ersten gewesen sein, der sich ausschließlich der Inneren Alchemie zuwandte. Sein Schüler war Liu Haichan; von diesem soll Zhang Boduan (987–1082 n. Chr.) sein Wissen erhalten haben. Er schrieb das Wuzhen pian („Über das Begreifen der Wirklichkeit“), welches die Ausdrucksweise der äußeren Alchemie auf die inneren Wandlungen überträgt. Ziel sei die Erschaffung des shengtai („geistiger Embryo“ der Unsterblichkeit). Es begründeten sich nach seinem Tod viele Schulen des Neidan. Seine Schüler begründeten etwa den südlichen Zweig der „Schule der Vollkommenen Wirklichkeit“ (wörtlich: Der Weg der Verwirklichung der Wahrheit").

Alchemisten des Islamischen Kulturkreises

- Kalid ben Jazichi (7.–8. Jh.)
- Kalid ben Jesid (geboren 702?)
- Geber (ca. 721–815), Vater der Chemie
- Rhazes (ca. 860–ca. 930)
- Avicenna (980–1037)
- Kalid Rachaibibi (ca. 11. Jh.)
- Muhyi-d-Din Ibn Arabi (1165–1240)
- Abdul-Qasim al Iraqi (13. Jh.)

Abendländische Alchemisten

Abdul-Qasim al Iraqi
- Artephius (12. Jahrhundert)
- Nikolaus Flamel (1330 bis ca. 1413)
- Bernhardus Trevisanus (1406–1490)
- Berthold der Schwarze (lebte im 14. Jahrhundert)
- Basilius Valentinus (Lebensdaten unbekannt)
- Paracelsus (1493–1541)
- Johann Georg Faust (ca. 1480–1540)
- Johann Hartmann (1568–1631)
- Johann Friedrich Böttger (1682–1719)
- Isaac Newton (1642–1727)
- Giacomo Girolamo Casanova (1725–1798)
- Alessandro Cagliostro (1743–1795)
- Fulcanelli (1887–1932)
- Albert Riedel (1911–1984)
- Alexander von Bernus (1880–1965)

Literatur

Quellen

- Johann Agricola: Chymische Medicin: ein Kompendium der Bereitung und Anwendung alchemistischer Heilmittel (Originaltitel: Commentariorum, notarum, observationum & animadversionum in Johannis Poppii Chymische Medicin), Nach der Erstausgabe Leipzig, Schürer und Götze, 1638/39 herausgegeben, eingeleitet und mit einer biographischen Skizze versehen von Oliver Humberg, Elberfeld 2000 ISBN 3-9802788-5-9

Ältere Ausgaben in Neuauflage

- Alexander von Bernus: Alchymie und Heilkunst 5. Auflage Dornach 1994 ISBN 3-7235-0757-3 (1. Auflage von 1936)
- Gottlieb Latz: Die Alchemie, das ist die Lehre von den grossen Geheim-Mitteln der Alchemisten und den Speculationen, welche man an sie Knüpfte: Ein Buch, welches zunaechst für Aerzte geschrieben [ist, zugleich aber auch jedem gebildeten Denker geboten wird]. 1. Auflage Bonn 1869, 2. Auflage Köln 2003 (Nachdruck) ISBN 3-89836-342-2
- Dr. Musallam: Alchimie: Der Stein der Weisen

Moderne Forschungsliteratur

- Julius Evola: Die hermetische Tradition. ISBN 3-7787-7042-X
- Helmut Gebelein: Alchemie. 2. Auflage München 1996, ISBN 3-424-01062-6
- Helmut Gebelein: Alchemie. (Diederichs kompakt), Kreuzlingen, München 2004, ISBN 3-7205-2501-5
- Bernhard Dietrich Haage: Alchemie im Mittelalter: Ideen und Bilder – von Zosimos bis Paracelsus. Düsseldorf, Zürich 2000, ISBN 3-7608-1222-8
- Daniel Hornfisher: Löwe und Phönix. ISBN 3-591-08432-8
- Johannes Helmond: Die entschleierte Alchemie. ISBN 3-87683-044-3
- C.G. Jung: Psychologie und Alchemie. Gesammelte Werke, Bd. 12, ISBN 3-530-40712-7
- C.G. Jung: Mysterium Coniunctionis. Gesammelte Werke, Bd. 14, 3 Bde, ISBN 3-530-40714-3 (Bd. 3 von Marie-Louise von Franz, ISBN 3-530-40799-2)
- C.G. Jung: Studien über alchemistische Vorstellungen. Gesammelte Werke, Bd. 13, ISBN 3-530-40713-5
- Claus Priesner, Karin Figala (Hrsg.): Alchemie: Lexikon einer hermetischen Wissenschaft. München 1998, ISBN 3-406-44106-8
- Gabriele Quinque: Splendor Solis – Das Purpurbad Seele, 22 Pforten der initiatischen Alchemie. Esoterische Interpretation einer alten Bilderhandschrift, ISBN 3-935937-26-1
- Alexander Roob: Das hermetische Museum. Alchemie & Mystik. Köln 1996, ISBN 3-8228-8803-6
- Ulli Seegers: Alchemie des Sehens. Hermetische Kunst im 20. Jahrhundert. Antonin Artaud, Yves Klein, Sigmar Polke. Köln: König 2003 (Kunstwissenschaftliche Bibliothek; Bd. 21), ISBN 3-88375-701-2

Trivia

Das berühmte Buch Der Alchimist von Paulo Coelho befasst sich nur am Rande mit Alchemie, es geht viel mehr um Selbstfindung.

Weblinks

- [http://www2.uni-jena.de/chemie/institute/oc/weiss/mitscherlich Mitscherlich-Probe bei uni-jena.de]
- http://www.alchemywebsite.com/
- http://www.fk-alchemie.de/ ! Kategorie:Überholte Theorie ja:錬金術

1774

Ereignisse

Kultur

Geboren

Gestorben

Chemiker

Chemiker sind Naturwissenschaftler, die sich mit Chemie befassen.

Ausbildung zum Chemiker in Deutschland

In der Bundesrepublik Deutschland ist an etwa 50 Hochschulen das Studium der Chemie möglich. Es beginnt mit einem viersemestrigen Grundstudium, das mit der nicht berufsqualifizierenden Vordiplom-Prüfung abgeschlossen wird. Nach dem Hauptstudium folgen die meist mündlichen Diplomprüfungen und die sechs- bis neunmonatige Diplomarbeit. Danach ist eine - meistens mehrere Jahre dauernde - Promotion zum Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) möglich und wird derzeit von ca. 87% aller in einem Absolventenjahrgang in Deutschland diplomierten Chemiker begonnen. Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GdCh), die Fachorganisation der Chemiker in Deutschland, hat knapp 27.000 Mitglieder.

Bedeutende Chemiker aus der ganzen Welt

Chemie ist eine der fünf Disziplinen in denen seit 1901 der Nobelpreis vergeben wird. Zu den Nobelpreisträgern für Chemie zählen unter anderem Marie Curie, Ernest Rutherford und Otto Hahn .

Sortierte Listen bedeutender Chemiker

- Bedeutende Chemiker chronologisch nach Geburtsdatum sortiert
- Bedeutende Chemiker alphabetisch sortiert
- Bedeutende Chemiker nach Fachgebieten geordnet und alphabetisch sortiert ! ja:化学者

Bariumsulfat

Bariumsulfat (BaSO₄) ist das Barium-Salz der Schwefelsäure.

Vorkommen

In der Natur tritt Bariumsulfat im Mineral Baryt auf, das als Hauptrohstoff zur Herstellung anderer Barium-Verbindungen dient.

Eigenschaften

Barium (Ordnungszahl 56 im PSE) ist abgeleitet vom griechischen barys = schwer. Aufgrund der hohen Elektronendichte kann Bariumsulfat als positives Röntgenkontrastmittel verwendet werden. Als Laborchemikalie ist Bariumsulfat ein weißes, sehr schwer in Wasser lösliches Pulver. Bei hohen Temperaturen zersetzt sich Bariumsulfat zu Bariumoxid, Schwefeldioxid und Sauerstoff.

Verwendung

Röntgenkontrastmittel

In der Medizin wird es als Röntgenkontrastmittel Patienten in Form einer milchigen Suspension zum Trinken gegeben, um den Verlauf des Verdauungstraktes bei einer Röntgenuntersuchung zu kontrastieren. Barium ist zwar eigentlich sehr giftig, aber das Sulfat ist äußerst schwer löslich und zersetzt sich erst ab Temperaturen oberhalb 1400°C, dass es bedenkenlos verabreicht werden kann. Bei der Anwendung als Röntgenkontrastmittel wird Bariumsulfat meist in Kombination mit Kohlendioxid verabreicht, um ein Aufblähen des Gastrointestinaltraktes (Magen-Darmtrakt) zu erreichen. Im Juli 2003 wurden jedoch in Brasilien zwölf Menschen durch verunreinigtes Bariumsulfat getötet. ([http://www.theage.com.au/articles/2003/07/23/1058853117047.html Quelle])

Weißpigment

Als Barytweiß, Blanc fixe oder Permanentweiß ist das gefällte Bariumsulfat das weiße Pigment in vielen Malerfarben. Es ist vollkommen lichtecht und auch chemisch sehr stabil, daher der Name Permanent. Die Bindemittelbeständigkeit ist dagegen ungenügend: nur mit wässrigen Bindemitteln bleibt es weiß, in der Ölmalerei wird Bariumsulfat fast transparent und ist daher als Weißpigment nicht zu gebrauchen. Andererseits ermöglicht dies die Verwendung als Verschnittmittel. Für organische Pigmente werden häufig organische Farbstoffe mit Bariumsulfat als Träger verkollert (vermalen). Auf Grund der meist hohen Farbintensität dieser Farbstoffe beeinträchtigt dies die Brillanz aber nur wenig, unterstützt sogar durch die Möglichkeit von zarten Lasuren. Als Blanc fixe wurde es erstmals 1830 von Kuhlmann in Lille in den Handel gebracht, natürlicher gemalener Baryt dürfte aber schon früher verwendet worden sein. Das durch Fällung hergestellte Bariumsulfat ist wesentlich feiner und brillanter und daher als Pigment besser geeignet. Im Gemisch mit Zinksulfid nennt man es Lithoponeweiß. Zudem verwendet man es als Füllstoff für Papier und Kautschuk. Weitere Verwendung findet es bei Fotopapier im Barytpapier.

Weitere Verwendung

In unreinerer Form (Mineral Baryt) wird Bariumsulfat auch als Zusatz zu Schwerbeton verwendet. Kategorie:Chemische Verbindung Kategorie:Pigment ja:硫酸バリウム

Johan Gottlieb Gahn

Johan Gottlieb Gahn (
- 19. August 1745 in Voxna (Hälsingland); † 8. Dezember 1818 in Stockholm) war ein schwedischer Chemiker. Gahn war ein Schüler von Torben Olof Bergman. Gahn entdeckte um 1770, dass Phosphor in Knochen vorkommt. 1774 isolierte er metallisches Mangan durch Reduktion von Mangandioxid (Braunstein). Gahn, Johan Gottlieb

18. Jahrhundert

Das 18. Jahrhundert begann am 1. Januar 1701 und endete am 31. Dezember 1800. Es zählt zur Epoche der Neuzeit, gilt im Rahmen der europäischen Geschichte als eine Krönung der Aufklärung - man spricht auch von der Zeit der Spätaufklärung. Nachdem bereits seit der Renaissance und vermehrt im 17. Jahrhundert Forscher und Denker wie Galilei, Newton und Descartes Grundlagen geschaffen hatten, entwickelte sich die neuzeitliche Wissenschaft weiter, gab der Landwirtschaft und Warenproduktion (Manufaktur/ früher Industrialismus) neue Impulse, Ursprünge moderner Wirtschaftswissenschaft wurden erarbeitet - durch Adam Smith z. B. In Begleitung von Voltaire und Jean-Jacques Rousseau kam es auch zum Aufblühen einer Philosophie der Aufklärung. Neue Projekte wie die Enzyklopädie (Denis Diderot u. a.) bargen neben rein sachlichen Wissenssammlungen auch brisante Inhalte, beeinflussten die späteren politischen Revolutionen des Jahrhunderts. In Deutschland kam ein neues Durchsetzungskraft des Mittelstandes z. B. in den Werken Gotthold Ephraim Lessings zum Ausdruck. Mit der Aufklärung erweiterten auch die Vertreterinnen der Frauenemanzipation ihr Wirkungsfeld (Mary Wollstonecraft u. a.).

Ereignisse/Entwicklungen

- Gründung der Vereinigten Staaten von Amerika
- Französische Revolution 1789
- Gründung der Zulu-Nation
- Die Aufklärung
- In London entwickelt sich anfangs Jahrhundert eine florierende Wertpapierbörse
- Wissenschaftliche Entdeckungen und Frühphase der Industriellen Revolution.
- Die Kleine Eiszeit (1500-1850) erreicht um 1750 ihren Höhepunkt.
- Die Parlamente von Schottland und England bilden das Vereinigte Königreich von Großbritannien
- James Cook umrundet die Welt in den 1770ern.
- Beginn der europäischen Besiedlung Australiens 1788.
- Napoleonische Truppen entdecken 1799 den Stein von Rosetta.
- Wars of Empire zwischen Großbritannien, Frankreich, Spanien, Österreich.
- siehe auch Spanischer Erbfolgekrieg 1701-1714 (engl. Queen Anne's War), Österreichischer Erbfolgekrieg, War of Jenkins Ear, Siebenjähriger Krieg (engl. French and Indian War). Besiegelt den Aufstieg Großbritanniens zur Großmacht.

Persönlichkeiten

- James Watt, schottischer Erfinder.
- Johann Sebastian Bach, Komponist
- Canaletto, italienischer Maler
- James Cook, englischer Entdecker
- Denis Diderot, französischer Schriftsteller und Philosoph
- Leonhard Euler, schweizer Mathematiker
- Henry Fielding, englischer Schriftsteller
- Benjamin Franklin, amerikanischer Erfinder und Diplomat
- Friedrich II. von Preußen, König
-