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Promethium

Promethium

Promethium (vom Titanen der griechischen Mythologie Prometheus) ist ein chemisches Element und gehört zu den Lanthanoiden und damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden. Zusammen mit Technetium ist es eines von nur zwei Elementen mit Atomgewichten unterhalb von Blei, von denen kein stabiles Isotop existiert. Die Existenz des "Elements 61" wurde 1902 vorhergesagt. Es wurde 1945 in Oak Ridge, Tennessee von Jack Marinsky, Lawrence E. Glendenin, und Charles D. Coryell als Spaltprodukt des Urans entdeckt. Den Namen Promethium wählten sie in Anlehnung an den griechischen Titanen Prometheus, der den Menschen das Feuer brachte und so den Zorn der Götter erweckte. Dies war als Warnung an die Menschheit gedacht, die zu diesem Zeitpunkt mit dem nuklearen Wettrüsten begann. Obwohl Promethium eine kleinere Kernladungszahl als Blei besitzt, existieren fast nur künstlich hergestellte, radioaktive Isotope der Massenzahlen 141 bis 156 mit Halbwertszeiten von maximal 17,7 Jahren (für ¹⁴⁵Pm). Promethium entsteht zum Beispiel bei Kernspaltungsprozessen. Da das Isotop Promethium-147 künstlich als Spaltprodukt in wägbaren Mengen gewonnen werden kann ist es möglich die Eigenschaften recht gut zu untersuchen. Als Metall ist es ein typischer Vertreter der Lanthanoide. Das silberweiße, relativ weiche Metall wird an der Luft recht rasch oxidiert und reagiert langsam mit Wasser. In wässriger Lösung kommt es nur als positiv dreiwertiges Ion vor. Die Lösungen sind violettstichig rosa gefärbt. Es bildet u.a. ein schwerlösliches Fluorid, Oxalat und Carbonat. Aufgrund der kurzlebigen Isotope und der sehr geringen Verfügbarkeit findet dieses Element nur in kleinsten Mengen technische Verwendung. Die Nuklide Pm-146 und Pm-147 werden als anregender Betastrahler in Leuchtziffern von Uhren und in Kaltlichtquellen von Signalanlagen verwendet. Außerdem wird die Betastrahlung des Promethiums zur radiometrischen Dickenmessung und Füllstandsmessung herangezogen. In der Raumfahrt werden kleine Radionuklidbatterien mit Promethium verwendet. Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Lanthanoid Kategorie:Periode-6-Element ja:プロメチウム th:โพรมีเทียม

Titan (Mythologie)

Titan ist in der griechischen Mythologie der Sohn Uranos' und dessen Mutter Gaia. Dieser Fassung zufolge gebar Gaia auch die Titäa, die mit Titan das erste Titanenpaar darstellt, von dem die Titanen, sechs Söhne und sechs Töchter, abstammen, wobei die Schwestern auch als Titaniden bezeichnet werden.

Die Titanen

Einer anderen Erzählung zufolge stammen die Titanen jedoch direkt von Uranos und Gaia ab, sodass Titäa demzufolge als Beiname der Gaia zu sehen ist. Die Titanen bilden so oder so das älteste Göttergeschlecht der griechischen Mythologie. Es sind dies: #Okeanos #Koios #Hyperion #Kreios (Krios) #Iapetos #Kronos (Vater des Zeus) #Tethys #Rhea (Mutter des Zeus) #Themis #Mnemosyne #Phoibe #Theia Die ersten Kinder, die Gaia dem Uranos gebar, die Kyklopen und Hekatoncheiren, waren diesem von Anfang an verhasst, sodass er sie in die inneren Höhlungen der Erde (den Tartaros) verbannte und - nach Hesiods "Theogonie" - Freude an diesem schlimmen Werk empfand. Da Gaia darunter litt, versteckte sie die folgenden Kinder, brachte den grauen Stahl hervor, machte daraus eine Sichel und überreichte ihnen diese, damit sie ihn bestraften. Der jüngste der Titanen, Kronos folgte dem Wunsch seiner Mutter Gaia und entmannte Uranos, da dieser als erster eine schlimme Tat ersonnen habe. Die "Männlichkeit" des Uranos warf er ins Meer, und aus dem weißen Schaum, der um die unsterbliche Haut herum entstand, wuchs Aphrodite heraus. Damit fand die Urzeugung zwischen Himmel und Erde ihr Ende: Der Himmel näherte sich fortan der Erde nicht mehr zur allnächtlichen Begattung. Mit der Herrschaft des Kronos jedoch begann ein Goldenes Zeitalter, in dem noch Honig aus den Eichen floss, und das anhielt, bis Kronos von Zeus besiegt wurde, siehe dort. Von den zwölf Titanen verbinden sich im übrigen vier Schwestern mit vier Brüdern:
- Theia gebiert dem Hyperion den Helios (die Sonne), die Selene (den Mond) und Eos (das Frühlicht).
- Phoibe wird durch Koios zur Ahnin eines Göttergeschlechts, zu dem Leto, Artemis und Hekate sowie Apollon gehören
- Rhea nimmt Kronos zum Mann und bringt Hestia, Demeter und Hera sowie Hades, Poseidon und Zeus zur Welt.
- Tethys und Okeanos sind die Eltern der Okeaniden. Iapetos zeugt mit Klymene weitere Titanen: den harten Atlas, den überheblichen Menoitios, sowie Epimetheus und Prometheus, den Freund der Menschen.

Der Kampf mit den Göttern

Hesiod erzählt, dass nach dem Sieg des Zeus über Kronos und der Freilassung aller von Uranos und Kronos gefangen gehaltenen oder verschlungenen Kinder zwischen den Titanen auf dem Gipfel des Berges Othrys und den neuen Göttern auf dem Olymp ein heftiger Kampf entbrannte, der erst entschieden werden konnte, als Gaia letzteren verriet, wie der Sieg zu erringen sei: Die Hundertarmigen sollten vom äußersten Rand des Erdkreises zur Hilfe herbeigeholt werden und mit Nektar und Ambrosia bewirtet werden - und tatsächlich sagten diese nach dieser göttlichen Bewirtung ihren Beistand zu. Als der Kampf zwischen Göttern und Titanen neu entbrannte, bewarfen die Hundertarmigen die Titanen mit Steinen, sodass sie unter diesen begraben wurden. Schließlich auch noch gefesselt wurden sie in den Tartaros gestoßen, von wo sie niemals mehr entkommen können, da Poseidon eine eherne Tür baute und die Hundertarmigen diese nun bewachen. Okeanos und Helios sowie alle Titaninnen sollen an diesem Kampf nach anderen Angaben nicht beteiligt gewesen sein, so dass die Olympier letztlich nur gegen vier Titanen kämpften, was uns wiederum zeigen würde, wie stark sie tatsächlich waren – zumal Okeanos selbst manchmal als stärkster der Titanen bezeichnet wird. Einer anderen Version dieser Geschichte zufolge ist der Sieg über die Titanen Zeus alleine zuzuschreiben, der Donner und Blitz, jene Geschenke der Kyklopen, die er nach seinem Sieg über Kronos befreit hatte, als Waffen einsetzte.

Quellen

- Karl Kerényi: Die Mythologie der Griechen - Die Götter- und Menschheitsgeschichten, dtv, ISBN 3-423-30030-2
- Michael Köhlmeier: "Klassische Sagen des Altertums", ORF, 1995, Edition Radio Literatur

Weblinks

- [http://www.sungaya.de/schwarz/griechen/titanen.htm Das Schwarze Netz: Titanen]

Siehe auch

- Portal:Mythologie
- Stammbaum der griechischen Götter und Helden Kategorie:Griechische Mythologie Kategorie:riese ja:ティタン

Prometheus

Prometheus (altgr. Προμηθευς, Prométheus, ~ "der voraus Bedenkende") ist im griechischen Mythos der Freund und Kulturstifter der Menschheit, bei Platon ist er gar der Ahnherr der Menschen. Er fand in der Kulturgeschichte vielfältige Rezeption, so z. B. bei Goethe.

Genealogie

In der griechischen Mythologie ist Prometheus
- entweder der Sohn von Iapetos (Titan) und der Klymene (nach Hesiod)
- oder der Sohn der Gaia (Titan) (nach Aischylos). In der Genealogie nach Hesiod ist er der Bruder des Atlas, des Menoitios und des Epimetheus - vgl. die Theogonie (Verse 507-616). Ein Sohn von Prometheus (mit Klymene oder Kelaone) ist Deukalion. Prometheus ist zwar göttlicher, jedoch titanischer Herkunft. Mit Zeus, dem Oberhaupt der herrschenden Göttergeschlechtes (den Olympiern), steht er also auf gespanntem Fuß.

Prometheus-Mythos

Der Prometheus-Mythos berichtet von der Zeit der Scheidung der Götter und Menschen; Hesiod berichtet von den verschiedenen Schritten dieses Prozesses: Dem Opferbetrug, dem Feuerraub, der Pandora, der Fesselung und schließlich der Befreiung des Prometheus. Hier tritt Prometheus als Freund und Zuarbeiter der Menschen auf, einzig unterstützt von der Göttin Athene. Siehe auch: Gilgamesch-Epos

Der Opferbetrug

Nach Hesiod: Nach der Scheidung von Göttern und Menschen in Mekone speist man nicht mehr an der selben Tafel; die bisher gemeinsame Mahlzeit muss geteilt werden. Prometheus´ Schuld gegenüber den Göttern beruht auf diesem ersten "Opferritual": Prometheus führt Zeus und die anderen Olympier hinters Licht, als er ein Rind zwischen Göttern und Menschen aufteilt. Der eine Stapel, listig getarnt und kunstvoll aufgetürmt, besteht lediglich aus den Knochen. Prometheus bedeckt diesen mit einer (damals als lecker gewerteten) glänzenden Fettschicht. Den Stapel, der gutes Fleisch enthält, bedeckt er mit einer Schicht widerwärtiger Haut. "Ruhmvollster Zeus," sagt nun Prometheus verschlagenen Sinnes, "wähle von beiden den Teil, nach dem das Herz dir gelüstet!" Zeus muss nun entscheiden, welcher der beiden Stapel den Göttern gehören soll. Er wählt den Stapel mit dem glänzenden Fett. "Und mit den Händen hob er (Zeus) empor die glänzende Fettschicht. / Zorn erfüllte sein Herz und bitterer Grimm überkam ihn, / als er das Kunstwerk aus weißen Knochen des Rindes erblickte."

Der Feuerraub

Da Zeus den Menschen das Feuer verweigerte, stahl Prometheus es den Göttern, indem er mit einem Schilfrohr (Narthex) in einem Scheiterwagen zur geheimen Feuerstelle fuhr. Das Feuer sperrte er in dem hohlen Schilfrohr ein und brachte es so zu den Menschen. Nach einer anderen Version entzündete Prometheus einen langen Grashalm am Sonnenwagen des Helios. Da die Menschen nun einmal im Besitz des Feuers waren, konnten es ihnen die Götter nicht mehr nehmen. (Vgl. Sampo.)

Pandora

Zur Bestrafung der Menschheit schenkte Zeus dem Epimetheus, dem Bruder des Prometheus, Pandora, die nach der griechischen Mythologie die erste Frau war. Hesiod beschreibt sie als "schönes Übel" (καλον κακον). Gegen dieses – nach Hesiod – schlimmste aller Übel konnte auch Prometheus kein Gegenmittel finden. Sie brachte die unheilvolle "Büchse der Pandora" mit, die Epimetheus ("der hinterher denkende") neugierig öffnete, so dass aus ihr alle Übel und Seuchen entwichen und über die Menschen herfielen. Am Boden dieser Büchse war die Hoffnung (Elpis), doch bevor sie heraus kam, wurde die Büchse wieder geschlossen. Symbolisch ist diese Entwicklung der Geschlechtertrennung dem Sündenfall in der Bibel vergleichbar. Pandora ist dann die verführende Eva, Epimetheus der sich verführen lassende Adam. Epimetheus erkennt alles nur zu spät ("Epimetheus" bedeutet "der im Nachhinein Bedenkende", "Prometheus" dagegen "der im Voraus Bedenkende"): Als er das Übel besaß, da bemerkte er's. Zeus rief Kratos und Bia ("Macht" und "Gewalt") zu Hilfe, um Prometheus zu fangen. Jedoch konnte Prometheus, kurz bevor diese beiden ihn bändigten, noch die Hoffnung aus der Büchse holen.

Die Fesselung des Prometheus

Als Strafe ließ Zeus den Prometheus mit unzerbrechlichen Klammern an den Kaukasus ketten. Ein Adler mit dem Namen Ethon riss ihm jeden Tag die Leber aus dem Leib, die ihm nachts wieder nachwuchs. Vermutlich handelte es sich dabei um den Berg Kasbek (antike Geographie ist mit Vorsicht zu interpretieren). Der Adler stammt von der Schlange Echidna und dem Typhon ab (siehe den Stammbaum der griechischen Götter).

Die Befreiung des Prometheus

Prometheus wurde nach langer Qual von Herakles durch eine List befreit. Dieser erlegte den Adler und ersetzte Prometheus durch den Kentaur Chiron, den Schöpfer der Heilkunst, der freiwillig die Qualen des Prometheus auf sich nahm. In einer anderen Version der Sage hatte Prometheus' Mutter eine Vision vom Ende des Zeus, der wie sein Großvater und Vater zuvor durch den eigenen Sohn besiegt werden würde. Allerdings kannte nur Prometheus den Namen der Frau, die diesen neuen Göttervater als Geliebte des Zeus gebären würde. Durch Vermittlung zwischen Prometheus und Zeus erreichte sie so die Aufhebung der Strafe. Zur Verbüßung der Strafe und damit Zeus sich weiterhin rühmen konnte, dass seine Strafe über Prometheus ewig sei, brach Prometheus ein sehr kleines Stück des Felsens, an den er gefesselt gewesen war, ab und trug es fortan, gefasst in einen Ring, an einem Finger. Der griechischen Mythologie zufolge begannen die Menschen von da an Ringe zu tragen, die für eine ewige Bindung stehen, um Prometheus zu ehren.

Prometheus in der Literatur

Aischylos

Die Prometheus-Trilogie des Aischylos ist nicht gänzlich erhalten (siehe dort).

Platon

Prometheus wird bei Platon mehrmals thematisiert, besonders erwähnenswert ist aber die Stelle im Protagoras (Protagoras, Steph. 320-323). Demnach gab es eine Zeit, in der zwar Unsterbliche die Erde bevölkerten, nicht aber Sterbliche. Diese wurden von den Göttern geformt, und dann beauftragte man das Bruderpaar Prometheus und Epimetheus damit, den Lebewesen Eigenschaften zuzuordnen. Epimetheus übernimmt diese Aufgabe und lässt sich dann von seinem Bruder, Prometheus, kontrollieren. Zuerst wird er einmal gelobt: Epimetheus hat den Tieren gerecht verteilt Eigenschaften gegeben: Die Schnellen sind klein, die Wehrlosen haben zahlreichen Nachwuchs, ein ausgewogenes Verhältnis aller Arten ist gewährleistet. Doch dann entdeckt Prometheus ein kleines, nacktes Wesen: den Menschen. Er ist leer ausgegangen, denn keine Eigenschaft ist mehr übrig geblieben. So sieht sich Prometheus gezwungen, für den Menschen das Feuer und die Weisheit der Athene, die Kunstfertigkeit dem Hephaistos und andere zum Überleben wichtige Fähigkeiten zu stehlen, wie das Weben. Doch damit ist das Problem nicht gelöst: Die Menschen, die sich aus Schutz vor den Tieren in Städten ("Poleis") zusammen schließen, töten einander, weil sie Scham und Mitgefühl, die staatsbürgerliche Kunst – so Platon – nicht haben. Um diese Gattung nicht zu verlieren, sieht sich Zeus gezwungen, später Hermes mit eben diesen Fähigkeiten auf die Erde zu schicken und sie, im Gegensatz zu den anderen Fähigkeiten, gerecht unter allen zu verteilen. Platon: "Ja, du [Hermes] sollst in meinem Namen das Gesetz geben, dass, wer nicht imstande sei sich Scham und Recht zu eigen zu machen, dem Tod verfallen sei; denn er ist ein Geschwür am Leibe des Staates." (Quelle: s.o. (Hrsg.: Otto Apelt)) Interessant ist die Unterscheidung zwischen Fähigkeiten, die zum Leben in und gegen die Natur nötig sind, und jenen, die zum gemeinschaftlichen Zusammenleben notwendig sind.
Neuzeit
Auch ein hochberühmtes Gedicht Goethes ist Prometheus gewidmet. Er beschreibt darin den Widerstand des schöpferischen Genies Prometheus gegen Zeus. (Siehe die literarische Epoche des "Sturm und Drangs".)
Weblinks
Kategorie:Griechische Mythologie ja:プロメテウス ko:프로메테우스 (신화)

Chemisches Element

Stoffe, die ausschließlich aus Atomen mit gleicher Anzahl an Protonen im Kern (Kernladungszahl) bestehen, bezeichnet man als chemische Elemente. Sie treten im Universum mit einer bestimmten Elementhäufigkeit auf. Im Gegensatz zu den Elementen stehen die Verbindungen und die Stoffgemische. Früher war die Definition dieses Begriffs intuitiver, aber unpräziser: Robert Boyle definierte ein chemisches Element als einen Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegt werden kann. Diese Definition hat den Nachteil, dass man nie sicher sein kann, ob man die chemischen Methoden völlig ausgeschöpft hat. Hätte man es z. B. im Labor nicht geschafft, Wasser zu zerlegen, so hätte man es als Element einordnen müssen. Der heutige Element-Begriff, der für die Stoffe eine Einteilung nach ihren Bestandteilen, den Atomen, vornimmt, ist abstrakter, dafür aber präzise. Seine praktische Bedeutung liegt darin, dass er Atome mit gleichem chemischen Verhalten (dem Verhalten bei chemischen Reaktionen) zusammenfasst. Das physikalische Verhalten von Atomen ein und desselben Elements kann dabei durchaus unterschiedlich sein, z. B. können die Atome eines Elements sich in der Masse unterscheiden (Isotope) und bei nuklearen Reaktionen unterschiedlich verhalten. Nach der Kernladungszahl (auch Ordnungszahl) ihrer Atome ordnet man die Elemente im Periodensystem der Elemente (PSE) an. Dieses System wurde vom russischen Gelehrten Dmitri Iwanowitsch Mendelejew zeitgleich mit dem deutschen Lothar Meyer 1869 begründet.

Kernladungszahl und Masse

Die Erklärungen dafür, dass die Massezahl nicht genau dem Vielfachen der Masse des Wasserstoffatoms entspricht, sind:
- Protonen und Neutronen, die den Hauptanteil der Masse bilden, sind fast, jedoch nicht genau, gleich schwer.
- Natürliche Elemente bestehen aus einer Mischung von Atomen mit unterschiedlicher Neutronenzahl. Eine Atomart überwiegt meist bei weitem, diese bestimmt dann die Massenzahl (Ausnahme Chlor Cl mit der 35,5-fachen Masse)
- Das natürliche Mischverhältnis ist bei einem Element meist gleich (Ausnahme ist Blei, das unterschiedliche durchschnittliche Atommassen zeigt, wenn man es aus verschiedenen Lagerstätten gewinnt)
- Bei sehr genauen Messungen zeigt sich die Bindungsenergie als Massendefekt, so dass die Kernmasse stets minimal kleiner ist als die Summe der Massen der Protonen und Neutronen.

Rein- und Mischelemente

Der Kern des Wasserstoffs besteht fast immer aus nur einem Proton. Wasserstoff mit einem Proton und einem Neutron im Kern (Deuterium) tritt in natürlichem Wasserstoff mit einem Anteil von 0,015 % auf. Der Heliumkern besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Es existieren aber auch Helium-Atome, die zwei Protonen, aber nur ein Neutron, enthalten. Diese treten in natürlichem Helium jedoch nur mit einem Anteil von 0,000137 % auf. Chlor (17 Protonen) besteht aus einer Mischung aus Atomen mit 18 Neutronen (75,8 %) und 20 Neutronen (24,2 %). Chemische Elemente, die nur aus einer Atomart bestehen, heißen Reinelemente, wenn sie dagegen aus zwei oder mehr Atomarten bestehen, heißen sie Mischelemente. Atome des gleichen Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl nennt man Isotope.

Chemische Verbindungen

Chemische Elemente können, bis auf wenige Ausnahmen, chemische Verbindungen eingehen. Dabei sind mehrere der elementaren Atome zu Molekülen zusammengeschlossen. Natürliche oder künstliche Stoffe sind entweder Elemente oder Verbindungen. Gewöhnliches Wasser H₂O ist eine Verbindung aus den Elementen Wasserstoff H (2 Atome pro Molekül) und Sauerstoff (1 Atom pro Molekül). Metalle wie Eisen Fe oder Kupfer Cu sind dagegen stets Elemente. Elemente können auch eine Verbindung mit sich selbst eingehen. Bei vielen Gasen wie Chlor Cl oder Fluor F verbinden sich zwei Atome desselben Elements zu einem Molekül, also Cl₂ bzw. F₂.

Die Entstehung von Elementen

Bereits beim Urknall entstanden die leichten Elemente Wasserstoff (ca. 75%) und Helium (ca. 25%), zusammen mit geringen Mengen Lithium und Beryllium. Schwerere Elemente entstehen im Universum durch Kernreaktionen in den Sternen (meist durch Kernfusion). Am Anfang steht der Wasserstoff mit einem Atomgewicht von ca. 1,0 (ein Proton). In Hauptreihen-Sternen, wie auch unserer Sonne, verschmilzt unter hoher Temperatur (mehrere Millionen C°) und hohem Druck Wasserstoff zu Helium. (Atomgewicht ca. 4,0) Dabei verschmelzen 4 Wasserstoffatomkerne über mehrere Zwischenstufen zu einem Heliumatomkern. Dieser ist ein wenig leichter als die vier Protonen zusammen, die Massendifferenz wird als Energie in Form von (Gamma-)Strahlung frei. Die Fusion geht auf diese Art (Atome mit geringerer Protonenzahl und Atomgewicht verschmelzen zu höheren unter Abgabe von Energie) in den meisten Sternen bis zum Kohlenstoff, in massereichen bis zum Eisen weiter. Die Energieausbeute wird dabei immer geringer. Eisen ist der am dichtesten gepackte Atomkern, bei Fusionsreaktionen darüber hinaus wird Energie verbraucht anstatt freigesetzt. Sterne sind auf Energiegewinnung aus Kernfusion angewiesen, um ihren Gravitationskollaps aufzuhalten, daher können derartige Reaktionen nicht in nennenswertem Umfang stattfinden. Elemente schwerer als Eisen entstehen in Sternen am Ende ihrer Lebensdauer. Dabei fangen Atomkerne Neutronen ein und werden so in Elemente höherer Ordnungszahl umgewandelt. Dies geschieht im sogenannten s-Prozess (bei massearmen Sternen) oder im r-Prozess (bei massereichen Sternen während einer Supernova). Ein Stern verliert am Ende seiner Lebensdauer große Mengen Material (kontinuierlich durch Sonnenwind oder explosiv in einer Supernova), dadurch gelangen die entstandenen Elemente zurück in das interstellare Medium. Jüngere Sternensysteme enthalten daher bereits von Anfang an auch geringe Mengen schwererer Elemente, die z.B. Planeten wie in unserem Sonnensystem bilden können.

Liste chemischer Elemente

A Actinium - Aluminium - Americium - Antimon - Argon - Arsen - Astat B Barium - Berkelium - Beryllium - Bismut - Blei - Bohrium - Bor - Brom C Cadmium - Cäsium - Calcium - Californium - Cer - Chlor - Chrom - Curium D Darmstadtium - Dubnium - Dysprosium E Einsteinium - Eisen - Erbium - Europium F Fermium - Fluor - Francium G Gadolinium - Gallium - Germanium - Gold H Hafnium - Hassium - Helium - Holmium I Indium - Iod - Iridium J Jod siehe Iod K Kalium - Kobalt - Kohlenstoff - Krypton - Kupfer L Lanthan - Lawrencium - Lithium - Lutetium M Magnesium - Mangan - Meitnerium - Mendelevium - Molybdän N Natrium - Neodym - Neon - Neptunium - Nickel - Niob - Nobelium O Osmium P Palladium - Phosphor - Platin - Plutonium - Polonium - Praseodym - Promethium - Protactinium Q Quecksilber R Radium - Radon - Rhenium - Rhodium - Roentgenium - Rubidium - Ruthenium - Rutherfordium S Samarium - Sauerstoff - Scandium - Schwefel - Seaborgium - Selen - Silber - Silizium - Stickstoff - Strontium T Tantal - Technetium - Tellur - Terbium - Thallium - Thorium - Thulium - Titan U Unnilpentium (
- ) - Unnilquadium (
- ) - Ununoctium - Ununhexium - Ununquadium - Ununbium - Ununtrium - Ununpentium - Ununseptium - Ununnilium (
- ) - Uran V Vanadium W Wasserstoff - Wolfram X Xenon Y Ytterbium - Yttrium Z Zink - Zinn - Zirkonium
- veralteter Name

weitere Darstellungsformen

- Sortierung nach Symbol
- Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl
- Periodensystem
- Periodensystem mit Elektronenkonfiguration

Literatur

- Lucien F. Trueb: Die chemischen Elemente. Ein Streifzug durch das Periodensystem. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-7776-1356-8

Weblinks

- [http://www.chemieseite.de/ www.chemieseite.de] enthält ausführliche Beschreibungen der Hauptelemente.
- [http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/lyrics.html] Lied der chemischen Elemente Kategorie:Chemie

Siehe auch

- Elektronegativitäten der Elemente,
- Elementnamensgebungskontroverse,
- Systematische Elementnamen,
- Verdampfungswärme der chemischen Elemente
- Nebulium
- Kalzium ist ein Computerprogramm für das Betriebssystem Linux, das sehr viele Informationen zum Periodensystem und den Elementen bietet.
- Phlogiston
- Nukleosynthese ja:元素 ko:화학 원소 ms:Unsur kimia simple:Element th:ธาตุเคมี

Lanthanoide

Die Lanthanoide (Lanthanähnliche) sind die 14 Elemente, die im Periodensystem auf Lanthan folgen. Das sind Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium. Alle Lanthanoide sind Metalle. Zusammen mit den Lanthanoiden bildet Lanthan die Elemente der Lanthanreihe. Die Lanthanoide (früher: Lanthanide) sind silbrig-glänzende, relativ weiche und reaktionsfreudige Metalle. An der Luft oxidieren sie schnell und werden matt. Im Wasser zersetzen sie sich mehr oder weniger schnell unter Freisetzung von Wasserstoffgas. Sie werden auch als Metalle der seltenen Erden bezeichnet. Dieser Name ist aber insofern verwirrend, weil die Elemente dieser Gruppe mit Ausnahme des instabilen Promethiums keineswegs so selten sind, wie es suggeriert wird. So ist beispielsweise Cer in der Natur häufiger als die Elemente Arsen oder Blei. Am Aufbau der Erdkruste sind sie zu 0,02 Gewichtsprozent beteiligt. Es handelt sich um insgesamt 14 Elemente der 6. Periode, die als Untergruppe der 3. Nebengruppe aufgefasst werden können. Aufgrund der ähnlichen Struktur der Valenzschale (gefülltes äußeres s-Orbital und ein Elektron in einem d-Orbital) verhalten sich die Lanthanoide chemisch wie die Elemente der 3. Gruppe der Periodensystems Scandium und Yttrium und bilden mit diesen zusammen die Gruppe der Seltenen Erden. Die Lanthanoide gehören wie die Actinoide zu den inneren Übergangselementen oder f-Block-Elementen, da in diesen Reihen die f-Orbitale mit Elektronen gefüllt werden. Beginnend bei Cer wird das 4f-Orbital nach und nach aufgefüllt. Es ist bei Lutetium schließlich mit 14 Elektronen vollständig besetzt. Da die 4f-Orbitale tief im Innern der Atome liegen, nehmen sie im Gegensatz zu den d-Orbitalen der übrigen Nebengruppenelemente wenig Einfluss auf das chemische Verhalten. Die Lanthanoiden-Elemente sind sich somit in ihren chemischen Eigenschaften relativ ähnlich. Sie gleichen sich so sehr, dass man sie bei der Entdeckung der Yttererde 1794 sogar für das Oxid ein und des selben Elements hielt. Das gleiche gilt für die zahlreichen Bestandteile der Ceriterde. Gemeinsam ist ihnen die Oxidationszahl +3. Daneben treten bei einigen Elementen noch die Oxidationszahlen +2 und +4 auf. Alle weisen die für Metalle typische dichteste Kugelpackung auf. Die Härte nimmt mit steigender Ordnungszahl zu.

Lanthanoiden-Kontraktion

Aufgrund der sogenannten Lanthanoiden-Kontraktion nimmt der Ionenradius innerhalb der Reihe von Cer (107 pm, 3+) bis Lutetium (85 pm, 3+) stetig ab. Dies lässt sich durch die unvollständige Abschirmung der zunehmenden Kernladung gegenüber den 4f-Valenzelektronen erklären, die obwohl sehr diffus und im Normalfall in relativ großer Entfernung vom Kern gelegen, stärker zum Kern hingezogen und damit kontrahiert werden. Aufgrund ihrer chemischen Ähnlichkeit kommen die Lanthanoiden in der Natur meist vergesellschaftet vor. Viele von ihnen können aus einem phosphathaltigen Silikat – dem so genannten Monazit – bzw. seiner sekundären Ablagerungen – den Monazitsanden – gewonnen werden. Kategorie:Stoffgruppe ja:ランタノイド ko:란타넘 계열 th:แลนทาไนด์

Technetium

Technetium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 43 und wird durch das Elementsymbol Tc abgekürzt. Im Periodensystem der Elemente steht es in der 5. Periode und der 7. Gruppe und gehört damit zu den Übergangsmetallen. Technetium war das erste künstlich hergestellte Element und erhielt deswegen seinen aus dem griechischen Wort für „künstlich“, tekhnetos, hergeleiteten Namen. Alle Technetium-Isotope sind radioaktiv, das heißt, sämtliche Atomkerne, die 43 Protonen enthalten, sind instabil und zerfallen. Technetium und das schwerere Promethium sind die einzigen Elemente mit einer Atommasse unterhalb von Blei, die diese Eigenschaft besitzen.

Isotope

Von Technetium sind bisher 34 Isotope bekannt, deren Massenzahlen zwischen 85 und 118 liegen. Das langlebigste davon ist mit einer Halbwertszeit von 4,2 Millionen Jahren ⁹⁸Tc, gefolgt von ⁹⁷Tc mit einer Halbwertszeit von 2,6 Millionen Jahren und ⁹⁹Tc mit einer Halbwertszeit von 211.100 Jahren. Letzteres ist zugleich das häufigste und ökonomisch wichtigste Isotop und setzt mit einer Aktivität von 620 Millionen Becquerel pro Gramm eine weiche Betastrahlung der Energie 293,6 Kiloelektronvolt (keV) frei. Der Zerfallsmechanismus ist bei den Isotopen mit Massenzahlen unterhalb von 98 Elektroneneinfang, so dass Molybdän-Isotope entstehen; bei schwereren Technetium-Isotopen kommt es dagegen zum Betazerfall und der Bildung von Ruthenium-Isotopen. Eine Ausnahme stellt lediglich ¹⁰⁰Tc dar, das über beide Zerfallswege in ein anderes Element übergehen kann. Neben den durch ihre Neutronenzahl unterschiedenen Isotopen existiert eine Reihe angeregter, metastabiler Zustände wie ^95mTc, ^97mTc und ^99mTc, die mit Halbwertszeiten von (in dieser Reihenfolge) 61 Tagen, 90 Tagen und 6,01 Stunden in den zugehörigen Grundzustand übergehen. Das wichtigste metastabile Isotop ist ^99mTc, das eine große Rolle in der Nuklearmedizin spielt.

Instabilität

Die Instabilität des Technetiums lässt sich kernphysikalisch erklären. Sie wird im Massenbereich des Technetiums grundsätzlich dadurch hervorgerufen, dass Kerne mit einem Überschuss an Neutronen einige dieser Teilchen durch Betazerfall in Protonen umwandeln, während Kerne mit Neutronenmangel Hüllenelektronen einfangen und so überschüssige Protonen in Neutronen transformieren. Wie für jedes Element vergleichbarer Masse könnten nicht-radioaktive Technetium-Kerne nur in einem kleinen Stabilitätsbereich existieren, in dem sich die Zahl der Protonen und Neutronen im Gleichgewicht befindet. Dieser liegt für die Protonenzahl des Technetiums von 43 bei Nukleonenzahlen zwischen 95 und 101. Auch alle diese Isotope sind jedoch radioaktiv. Eine Erklärung dafür liefert das Tröpfchenmodell des Atomkerns. Es ermöglicht die Berechnung der Kernbindungsenergie, die für Kerne konstanter Nukleonenzahl parabelförmig von der Zahl der Protonen abhängt, wobei der Scheitelpunkt der Parabel dem stabilsten Atomkern entspricht. Ist die Nukleonenzahl ungerade wie etwa für ⁹⁵Tc, ⁹⁷Tc, ⁹⁹Tc oder ¹⁰¹Tc, so liegen alle Kerne der jeweiligen Nukleonenzahl auf genau einer Parabel, und es existiert nur ein stabiles Nuklid – das am nächsten am Scheitelpunkt der Parabel gelegene. Im konkreten Fall sind dies ⁹⁵Mo, ⁹⁷Mo, ⁹⁹Ru und ¹⁰¹Ru, so dass die zuvor genannten Technetium-Isotope allesamt instabil sind. Für gerade Nukleonenzahl kann es mehrere stabile Elemente geben. In diesem Fall existieren allerdings zwei verschiedene Parabeln, eine für gg-Kerne, solche mit gerader Protonen- und Neutronenzahl, und eine für uu-Kerne, bei denen sowohl die Protonen- als auch die Neutronenzahl ungerade ist. Die gg-Parabel liegt unterhalb der uu-Parabel und zeigt dadurch an, dass gg-Kerne stabiler sind als uu-Kerne. Letztere sind nur in seltenen Ausnahmefällen stabil und dies auch nur dann, falls kein gg-Kern mit gleicher Nukleonenzahl existiert. Die Technetium-Kerne mit gerader Nukleonenzahl, etwa ⁹⁶Tc, ⁹⁸Tc oder ¹⁰⁰Tc gehören wegen der ungeraden Protonenzahl von 43 allesamt zu den uu-Kernen und könnten daher nur stabil sein, falls keine stabilen gg-Kerne gleicher Nukleonenzahl existierten. Dies ist jedoch nicht der Fall, da die entsprechenden Molybdän- und Ruthenium-Nuklide ⁹⁶Mo, ⁹⁸Mo, ¹⁰⁰Mo, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru und ¹⁰⁰Ru allesamt stabil sind.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Technetium ist ein radioaktives Metall, das in der häufigen Pulverform mattgrau erscheint. Als makroskopischer Festkörper hat es dagegen eine silbergraue Farbe und ähnelt dadurch dem Element Platin. Charakteristische Spektrallinien der Technetiumatome liegen bei 363, 403, 410, 426, 430 und 485 Nanometern. Sowohl der Schmelz- als auch der Siedepunkt von jeweils 2430 und 5150 Kelvin liegen zwischen den entsprechenden Werten der Gruppennachbarn Mangan und Rhenium. Im metallischen Festkörper sind die Atome in Form einer hexagonal dichtesten Kugelpackung (hcp) angeordnet, in der jedes Technetium-Atom im Abstand von 135 Picometern von jeweils 12 Nachbarn umgeben ist. Metallisches Technetium ist leicht paramagnetisch, das heißt seine magnetische Suszeptibilität Χ_m ist positiv, die magnetischen Dipole im Inneren des Materials richten sich parallel zu einem externen Magnetfeld aus und die Substanz wird in selbiges hineingezogen. Bei Temperaturen unterhalb von 7,7 Kelvin ist das reine Element ein Supraleiter 2. Art, verliert also seinen elektrischen Widerstand; schon kleinste Verunreinigungen heben diese Temperatur allerdings auf 11,2 Kelvin an. Die Eindringtiefe magnetischer Felder im supraleitenden Zustand ist für Technetium nach Niob die zweitgrößte aller Metalle. Kernspinresonanz-Untersuchungen mit Technetium sind aufgrund der hohen Empfindlichkeit des Isotops ⁹⁹Tc möglich.

Chemische Eigenschaften

Technetium liegt im Periodensystem in seiner Gruppe zwischen den beiden Elementen Mangan und Rhenium, ähnelt in seinen chemischen Eigenschaften jedoch nur dem letzterem. Das Technetium-Atom besitzt sieben Valenzelektronen, zwei davon im 5s-Orbital, die restlichen fünf im 4d-Orbital, die maximale Oxidationsstufe beträgt daher +VII. Die ersten drei Ionisierungsenergien von 702, 1472 und 2850 Kilojoule pro Mol (kJ/mol) liegen allesamt unter den entsprechenden Werten des leichteren Gruppennachbarn Mangan, was sich qualitativ auf den größeren Abstand der Valenzelektronen zum Kern und ihre dadurch verminderte elektrische Wechselwirkungsenergie zurückführen lässt. Insbesondere ist die Differenz zwischen zweiter und dritter Ionisationsenergie von 1378 kJ/mol bedeutend geringer als die des Mangans von 1739 kJ/mol. Anders als dieses Element, dessen Chemie daher im Wesentlichen die des zweifach positiv geladenen Mn²⁺-Ions ist, findet man Technetium häufig in anderen Oxidationsstufen. Die wichtigsten sind +IV, +V und +VII, daneben findet man Verbindungen, in denen Technetium die Oxidationszahlen -I, 0, +I, +III oder +VI einnimmt, während der für Mangan so charakteristische +II-Zustand nur selten auftritt. In feuchter Luft läuft das Metall durch Oxidation langsam an. Die Pulverform ist nicht nur brennbar, sondern allgemein reaktiver und verbindet sich heftig mit Halogenen. Technetium löst sich nur in oxidierenden Säuren wie konzentrierter Schwefelsäure (H₂SO₄) oder Salpetersäure (HNO₃), nicht jedoch in reduzierenden Säuren wie Salzsäure (HCl (aq)) oder Flusssäure (HF (aq)); in gasförmigem Chlor- und Fluorwasserstoff ist das Metall beständig. Dagegen sind Bromwasser und Wasserstoffperoxid gute Lösungsmittel für Technetium.

Verbindungen und Reaktionen

Technetium bildet im Gegensatz zu Mangan kaum ionische Verbindungen. Es ähnelt darin wie auch in seiner geringeren Reaktivität und in der Möglichkeit von Technetium-Atomen, kovalente Bindungen miteinander einzugehen, seinem anderen Gruppen-Nachbarn Rhenium. Im Gegensatz zu diesem sind die hohen Oxidationszustände allerdings etwas unbeständiger gegenüber Reduktion, dem Übergang in einen niedrigeren Oxidationszustand durch (formelle) Aufnahme von Elektronen.

Hydridokomplex

Reduktion Bei der Reaktion von Technetium mit Wasserstoff entsteht der anionische, also negativ geladene Hydridokomplex [TcH₉]^2–, dessen zentrales Technetiumatom wie nebenstehend zu sehen in einem trigonalen Prisma aus Wasserstoffatomen liegt; lotrecht über dem Mittelpunkt der drei Seitenflächen befindet sich zudem je ein weiteres Wasserstoffatom. Der Ladungsausgleich kann zum Beispiel durch je zwei Natrium- (Na⁺) oder Kalium-Ionen (K⁺) erfolgen.

Oxide

Es existieren zwei verschiedene Technetiumoxide: Bei Temperaturen von etwa 650 Kelvin reagiert das Metall direkt mit Sauerstoff zu blassgelbem Ditechnetiumheptoxid: :

\mathrm

Das Molekül besteht aus zwei über ein Sauerstoffatom miteinander verbundenen Technetiumatomen, die ihrerseits durch je drei Doppelbindungen an die verbleibenden Sauerstoffatome gebunden sind und kann als Anhydrid der Pertechnetiumsäure HTcO₄ aufgefasst werden, die sich bei Lösung des Oxids in Wasser bildet. Das schwarze Technetiumdioxid (TcO₂) lässt sich durch Reduktion von Ditechnetiumheptoxid mit elementarem Technetium oder Wasserstoff darstellen.

Pertechnetiumsäure

Pertechnetiumsäure (HTcO₄) bildet sich, wenn Technetiumheptoxid in Wasser oder Technetium in oxidierenden Säuren wie Salpetersäure, konzentrierter Schwefelsäure oder Königswasser, einem Salpetersäure-Salzsäure-Gemisch, gelöst wird. Die dunkelrote, wasseranziehende (hygroskopische) Substanz zählt zu den starken Säuren und liegt in Wasser stark dissoziiert vor, das Proton ist also fast immer auf ein Wassermolekül übertragen. Das verbliebene Pertechnetat-Anion TcO₄^– besteht aus einem Technetium-Atom, das im Zentrum eines Tetraeders liegt, an dessen vier Ecken die Sauerstoffatome sitzen. Es ist im Gegensatz zum Permanganat-Ion MnO₄^– verhältnismäßig reduktionsstabil, so dass die farblosen Salze wie Kalium- (KTcO₄) oder Ammoniumpertechnetat (NH₄TcO₄) nur relativ schwache Oxidationsmittel sind. Natrium-, Magnesium- und Kalziumpertechnat sind gut, Barium- und Ammoniumpertechnat moderat, Kalium- sowie Thalliumpertechnat dagegen nur geringfügig wasserlöslich. Pertechnate dienen als wichtige Ausgangsstoffe der Technetiumchemie und spielen auch als Katalysatoren in der anorganischen Chemie eine gewisse Rolle. Durch starke Reduktionsmittel kann Pertechnetat weiter zum Technetat [TcO₄]^2– reduziert werden.

Sulfide, Selenide, Telluride

Mit Schwefel bildet Technetium zwei verschiedene Sulfide. Während Technetiumdisulfid TcS₂ durch direkte Reaktion der Ausgangsstoffe entsteht, kann das schwarze Ditechnetiumheptasulfid Tc₂S₇ durch die Reaktion :

\mathrm

:Pertechnetiumsäure reagiert mit Schwefelwasserstoff zu Ditechnetiumheptasulfid und Wasser. dargestellt werden. Technetium wird in diesem Fall nicht reduziert, anders als bei der analogen Reaktion des Mangans, bei dem sich aus MnO₄^– das stabile Mn²⁺-Ion bildet. Thermische Zersetzung des Heptasulfids führt zu einer Aufspaltung in das Disulfid und elementaren Schwefel: :

\mathrm

Mit Selen und Tellur bildet Technetium die analogen Substanzen zu Technetiumdisulfid, also Technetiumdiselenid (TcSe₂) und Technetiumditellurid (TcTe₂).

Halogenide und Oxidhalogenide

Neben den Technetiumhalogeniden, in denen Technetium an Halogenatome gebunden ist, sind zahlreiche Technetiumoxidhalogenide bekannt, in denen neben den Halogenatomen zusätzlich noch Sauerstoff gebunden ist. Durch direkte Reaktion der Ausgangsstoffe entstehen die beiden Fluor-Verbindungen, das gelbe Technetiumpentafluorid (TcF₅) und das gleichfarbige Technetiumhexafluorid (TcF₆). Ebenfalls direkt synthetisieren lassen sich die beiden Chlor-Verbindungen, das grüne Technetiumhexachlorid (TcCl₆) und das rote Technetiumtetrachlorid. Letzteres ist paramagnetisch und liegt in polymerisierter Form, also als Kette aneinandergereihter TcCl₄-Untereinheiten vor und lässt sich auch durch Reaktion von Technetiumheptoxid (Tc₂O₇) mit Tetrachlormethan (CCl₄) darstellen. Wichtige Technetiumhalogenid-Salze werden von den beiden Anionen [Tc₂Cl₈]^2– und [TcCl₈]^3– gebildet. Die wichtigste Bromverbindung ist das rotbraune Technetiumtetrabromid TcBr₄, daneben existiert das Anion [Tc₂Br₈]^2–. Die Technetiumoxidhalogenide sind für Fluor die Verbindungen Technetiumfluoridtrioxid TcO₃F, Technetiumtrifluoriddioxid TcO₂F₃, Technetiumpentafluoridoxid TcOF₅ und Technetiumtetrafluoridoxid TcOF₄, in denen das Metall in den Oxidationsstufen +VII und +VI auftritt, für Chlor die Verbindungen Technetiumchloridtrioxid TcO₃Cl, Technetiumtetrachloridoxid TcOCl₄ und Technetiumtrichloridoxid TcOCl₃ mit den Oxidationsstufen +VII, +VI und +V und für Brom und Iod die einander analogen Verbindungen Technetiumbromidtrioxid TcO₃Br und Technetiumiodidtrioxid TcO₃I. Bei letzteren Substanzen nimmt das zentrale Technetiumatom die maximale Oxidationszahl +VII an. Technetiumtrifluoriddioxid TcO₂F₃ liegt ebenso wie Technetiumtrichloridoxid TcOCl₃ und Technetiumtribromidoxid TcOBr₃ in polymerisierter Form vor. Alle Halogen-Sauerstoff-Verbindungen des Technetiums zersetzen sich bei Kontakt mit Wasser leicht zu Pertechnetat und Technetiumdioxid. Insbesondere hochgradig fluorierte Verbindungen wie Technetiumpentafluoridoxid TcOF₅ lassen sich nur durch starke Fluorierungsmittel wie Xenonhexafluorid XeF₆ oder Kryptondifluorid KrF₂ darstellen, wie die folgenden Reaktionsschritte exemplarisch zeigen:
-

\mathrm

:Ditechnetiumheptoxid reagiert mit Fluorwasserstoff zu Technetiumfluoridtrioxid, Oxoniumionen und Hydrogendifluorid(-1).
-

\mathrm

:Technetiumfluoridtrioxid reagiert mit Xenonhexafluorid zu Technetiumtrifluoriddioxid und Xenontetrafluoridoxid.
-

\mathrm

:Technetiumtrifluoriddioxid reagiert mit Kryptondifluorid zu Technetiumpentafluoridoxid, elementarem Krypton und Sauerstoff.

Cluster

Oxonium Es existieren zwei wichtige Technetium-Cluster, der Tc₆- und der Tc₈-Cluster. In beiden sind jeweils zwei Technetiumatome durch eine Dreifachbindung miteinander verbunden. Diese Paare sind parallel zueinander angeordnet und senkrecht zur Ausrichtung der Dreifachbindung aneinander gebunden, so dass sich durch die Lage der Einfachbindungen für den Tc₆-Cluster zwei parallele gleichseitige Dreiecke und für den Tc₈-Cluster zwei parallele Quadrate ergeben. Im letzteren Fall ist je eine zusätzliche Einfachbindung entlang einer Diagonale dieser Quadrate ausgerichtet. Technetiumatome beider Cluster gehen allesamt sechs Bindungen ein; fehlende Bindungen können etwa durch Halogenatome wie Chlor oder Brom abgesättigt werden.

Komplexverbindungen

Oxonium Technetium ist Bestandteil zahlreicher organischer und anorganischer Komplexverbindungen, die aufgrund der Bedeutung des Elements für die Nuklearmedizin verhältnismäßig gut erforscht sind. Ein Beispiel ist der Technetium-Carbonyl-Komplex Tc₂(CO)₁₀, der einen weißen Feststoff bildet. In ihm liegen zwei schwach aneinander gebundene Technetium-Atome vor, die wie nebenstehend zu sehen in Oktaeder-Symmetrie von je fünf Carbonyl-Einheiten umgeben sind. Die Bindungslänge von 303 pm ist charakteristischerweise größer als der Abstand zweier benachbarter Atome im metallischen Technetium. Isostrukturelle Komplexe, also solche von gleicher Struktur, finden sich auch bei den beiden Nachbarelementen Mangan und Rhenium. Ein Technetium-Carbonyl-Komplex, in dem Technetium in der negativen Oxidationsstufe -I auftritt, ist [Tc(CO)₅]^–, während sich in Wasser der oktaedrische Aquakomplex [Tc(H₂O)₃(CO)₃]⁺ bildet. Oktaeder Ein Beispiel für einen organischen Komplex, der in bildgebenden Verfahren der Nuklearmedizin zum praktischen Einsatz kommt, ist nebenstehend angegeben und zeichnet sich durch ein im Zentrum einer Kohlenstoff-Stickstoff-Kette gelegenes und über vier Stickstoffatome angebundenes Technetiumatom aus, dass durch eine Doppelbindung mit einem Sauerstoffatom gekoppelt ist. Diese Technetium-Sauerstoffeinheit kann in den so genannten Nitridokomplexen durch eine Technetium-Stickstoffeinheit ersetzt sein, in der eine starke Dreifachbindung zwischen einem Stickstoff- und einem Technetiumatom besteht.

Vorsichtsmaßnahmen

Technetium hat nach bisher vorliegenden Erkenntnissen nur eine geringe chemische Toxizität. Alle Isotope des Elements sind jedoch wie angesprochen radioaktiv und müssen entsprechend ihrer Strahlungsintensität in Strahlenschutzbehältern aufbewahrt und als radioaktives Material gekennzeichnet werden. Die Betastrahlung des häufigsten Isotops, ⁹⁹Tc, wird bereits durch Glas aufgehalten; die Strahlenbelastung durch die dabei als Bremsstrahlung freiwerdende weiche Röntgenstrahlung gilt als gering, wenn ein Sicherheitsabstand von 30 Zentimetern eingehalten wird. Eingeatmeter Technetium-Staub, der sich in den Lungen festsetzt, trägt hingegen zu einem höheren Risiko für Krebserkrankungen bei. Laborarbeiten müssen daher unter einer Abzugshaube stattfinden; daneben werden Augenschutz und das Tragen von Handschuhen empfohlen.

Vorkommen

Außerirdisches Vorkommen

1952 wies der US-amerikanische Astronom Paul Willard Merril auf spektroskopische Weise in Roten Riesensternen der S-; M- und N-Klasse größere Mengen Technetium nach. Weil diese Sterne am Ende ihrer Entwicklung stehen und dementsprechend alt sind, die längste Halbwertszeit eines Technetium-Isotops aber nur wenig mehr als 4 Millionen Jahre beträgt, war dies der erste eindeutige Beweis dafür, dass Technetium und andere schwere Elemente durch Kernfusion im Inneren von Sternen entstehen. Bei Hauptreihensternen wie der Sonne ist die Temperatur im Sterninneren allerdings nicht hoch genug für die Synthese von Elementen schwerer als Eisen. Bedingungen, wie sie im Inneren von Roten Riesen herrschen, sind für die Technetium-Synthese daher unerlässlich.

Irdisches Vorkommen

Eisen Seit man die Existenz eines Elementes mit der Ordnungszahl 43 annahm, wurde auf der Erde nach natürlichen Vorkommen gesucht. Erst 1962 konnte ⁹⁹Tc spektrografisch in Pechblende aus Katanga in Afrika als Zerfallsprodukt des Urans nachgewiesen werden, wo es bei der Spontanspaltung von ²³⁸U-Kernen entstand; ein Kilogramm reines Uran enthält schätzungsweise ein Nanogramm Technetium. Alles auf der Erde natürlich vorhandene Technetium ist ein temporäres Zwischenprodukt des nuklearen Zerfalls schwerer Atomkerne und zerfällt nach einiger Zeit selbst wieder. Das Vorkommen dieses Elements auf der Erde ist daher nicht mit der eines stabilen Elementes gleichzusetzen. Insgesamt liegt der Technetium-Gehalt der Erdkruste nur wenig höher als der des Franciums und Astats, beides ebenfalls radioaktive Elemente, die nur im Mikrogramm-Maßstab auf der Erde vorhanden sind. Astat In der Biosphäre kommt Technetium ausschließlich als Resultat menschlicher Aktivitäten vor. Bei oberirdischen Kernwaffentests wurden bis 1994 etwa 250 Kilogramm Technetium in der Atmosphäre erzeugt, dazu kommen etwa 1.600 Kilogramm, die bis 1986 weltweit aus Wiederaufarbeitungsanlagen und Kernreaktoren freigesetzt wurden. Allein aus der Anlage im britischen Sellafield wurden von 1995 bis 1999 etwa 900 Kilogramm des Metalls in die Irische See eingeleitet, seit dem Jahr 2000 ist die gesetzlich erlaubte Eintragsmenge allerdings auf 140 Kilogramm pro Jahr begrenzt. In Lebewesen lässt sich Technetium nur in Ausnahmefällen nachweisen, etwa bei Hummern der stark belasteten Irischen See. Im menschlichen Körper findet es sich in der Regel nur bei Patienten, die sich einer technetiumbasierten nuklearmedizinischen Anwendung unterzogen haben.

Gewinnung und Entsorgung

Für medizinische Zwecke wird Technetium meist durch Neutronenbeschuss von ⁹⁸Mo gewonnen: :

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Die ⁹⁹Mo-Kerne zerfallen unter Aussendung von Betastrahlung mit einer Halbwertszeit von 2 Tagen und 19 Stunden in angeregte (metastabile) ^99mTc-Kerne: :

\mathrm

In der Praxis ist Molybdän nicht als Element, sondern in Form seines an Aluminiumoxidsäulen adsorbierten Salzes Molybdat (MoO_{4_{^2–) der Ausgangsstoff der Technetium-Gewinnung, so dass nicht elementares Technetium, sondern das Pertechnetat-Ion TcO₄^– entsteht und zwar in typischen Konzentrationen von zwischen 10^–6 und 10^–8 Mol pro Liter. Dieses wird an seinem Einsatzort zunächst von dem verbliebenen Molybdat getrennt, bevor es in Gegenwart geeigneter Liganden, organischer Substanzen, die sich mit Technetium zu Komplexen verbinden, durch Wasserstoffgas H₂ zum reinen Element reduziert werden kann. Das solcherart komplexgebundene metastabile Isotop ^99mTc geht mit einer Halbwertszeit von nur sechs Stunden durch Aussendung von Gammastrahlung in den Grundzustand ⁹⁹Tc über:
: $\mathrm$
Es ist diese Strahlung, die in der medizinischen Diagnostik genutzt wird.

Daneben entstehen pro Jahr in Atomreaktoren mehrere Tonnen Technetium aus dem Zerfall des Uranisotops ²³⁵U; sie haben an allen Spaltprodukten eines abgebrannten Brennelements einen Anteil von etwa 6 Prozent. Die bis zu Beginn des 21. Jahrhunderts künstlich hergestellte Gesamtmenge des Metalls liegt bei mehr als 78 Tonnen und damit nicht nur weit über den natürlichen Technetiumvorkommen, sondern ironischerweise auch oberhalb der geschätzten Gesamtmenge an Rhenium, dem stabilen, aber seltenen Gruppennachbarn des Technetiums.

Der größte Teil des reaktorproduzierten Metalls bildet nur unerwünschten radioaktiven Abfall. Bei seiner Lagerung muss das mit einer Halbwertszeit von mehr als 200.000 Jahren recht langlebige Isotop ⁹⁹Tc berücksichtigt werden, das in der Zeit zwischen etwa 10000 und etwa einer Million Jahren nach seiner Erzeugung die dominante Strahlungsquelle darstellt. Zur Entsorgung werden in erster Linie als stabil angesehene geologische Formationen wie Salzstöcke in Betracht gezogen; Kritiker äußern allerdings die Befürchtung, dass das Element dennoch durch Wasser in die Umgebung ausgewaschen werden könnte. Daneben wird auch die Möglichkeit der Transmutation, der Umwandlung des Metalls in andere Elemente durch Neutronenbeschuss, erwogen.

Zur kommerziellen Verwendung wird Technetium im Kilogramm-Maßstab in Wiederaufbereitungsanlagen aus abgebrannten Nuklearbrennstäben gewonnen. Dazu wird es zunächst zu Pertechnetat TcO₄^– oxidiert und dann nach einer Abklingzeit von mehreren Jahren in gelöster Form durch Extraktion und Ionenaustauschverfahren von Uran-, Plutonium- und anderen Verbindungen getrennt. Die Produkte Ammoniumpertechnetat NH₄TcO₄ oder auch Ammoniumtechnetiumhexachlorid (NH₄)₂TcCl₆ können dann bei hohen Temperaturen durch thermische Zersetzung in Wasserstoffgas H₂ zu elementarem Technetium reduziert werden. Alternativ kann das Metall durch Elektrolyse von Ammoniumpertechnetat in mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) angereicherter Schwefelsäure (H₂SO₄) gewonnen werden.

Verwendung
Nur geringe Mengen Technetium werden wirtschaftlich genutzt; der größte Anteil kommt in der Medizin als Bestandteil von Radiopharmaka zur Anwendung.

Radiopharmaka
Metastabiles ^99mTc ist aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit, der emittierten Gammastrahlung mit einer Energie von 140 Kiloelektronvolt und seiner Fähigkeit sich an viele aktive Biomoleküle anzulagern, das bei weitem wichtigste Element für szintigrafische, also bildererstellende nuklearmedizinische Untersuchungen. Dazu werden organische Liganden mit einer hohen Neigung, sich an Zellen des zu untersuchenden Organs zu binden, oder monoklonale Antikörper, Proteine des Immunsystems, die sich an ausgewählte Antigene von Tumorzellen heften, an Technetium gekoppelt und intravenös in den Blutkreislauf des Patienten gespritzt. Das Metall konzentriert sich auf diese Weise in den gewünschten Organen und Geweben oder dem zu untersuchenden Tumor; die charakteristische Gammastrahlung kann dann durch mit Thallium dotierte Natriumiodid-Detektoren registriert und zur nicht-invasiven Diagnose, etwa des durch die Antikörper markierten Tumors, herangezogen werden. Auf diese Weise können das Gehirn, die Schilddrüse, die Lungen, die Leber, die Gallenblase, die Milz, die Nieren, Knochengewebe, aber auch schwer zugängliche Teile des Darms untersucht werden. Die Kopplung von Technetium-Zinn-Verbindungen an Erythrozyten, die roten Blutkörperchen, ermöglicht eine Diagnose von Erkrankungen des Blutgefäßsystems; Bindung von Technetium-Pyrophosphaten an Kalziumablagerungen des Herzmuskelgewebes wird bei der Diagnose von Herzinfarkt-Patienten eingesetzt.

Der größte Teil des bei einer nuklearmedizinischen Diagnose aufgenommenen Technetiums wird schnell wieder ausgeschieden. Das verbliebene Metall trägt wegen der langen Halbwertszeit des ⁹⁹Tc von 212.000 Jahren und der relativ weichen Betastrahlung, die bei seinem Zerfall frei wird, nur zu einer geringen zusätzlichen Strahlenbelastung über die restliche Lebenszeit bei. In den USA werden für Diagnose-Zwecke pro Jahr etwa sieben Millionen Einzeldosen ^99mTc verabreicht.

Das nicht-angeregte Isotop ⁹⁹Tc selbst wird als wirtschaftlich gut nutzbare Quelle für Betastrahlen eingesetzt. Es bietet den Vorteil, dass bei seinem Zerfall keinerlei Gammastrahlung auftritt, so dass nur relativ geringe Sicherheitsvorkehrungen notwendig sind. Metastabiles ^95mTc wird als radioaktiver Tracer genutzt.

Daneben ist Technetium in Form seiner Salze eines der besten Rostschutzmittel: Ammonium- oder Kaliumpertechnetat könnte als Korrosionsschutz für Stahl Anwendung finden. Ein Zusatz von 55 ppm (Millionstel Teilen) Kaliumpertechnetat, KTcO₄ in belüftetem entionisiertem Wasser schützt dieses Material bis zu einer Temperatur von 250 °C vor Korrosion. Wegen der Radioaktivität von Technetium ist eine potentielle Anwendung allerdings auf von der Umwelt abgeschlossene Systeme wie etwa Siedewasserreaktoren beschränkt.

Geschichte
Siedewasserreaktor
Für viele Jahre gab es in dem von dem russischen Chemiker Dimitri Mendelejew vorgeschlagenen Periodensystem der Elemente eine Lücke zwischen den Elementen Molybdän und Ruthenium, die auf ein bisher unidentifiziertes Element hinwies. Mendelejew selbst gab ihm den Namen Eka-Mangan und sagte mit guter Näherung unter anderem seine Masse voraus. In der Folgezeit versuchten zahlreiche Forscher, das fehlende Element zu entdecken; seine Position im Periodensystem stärkte die Annahme, dass es leichter zu finden sei als andere noch unentdeckte Elemente mit höheren Ordnungszahlen.

Fehlgeschlagene Entdeckungen

1877 meldete der russische Chemiker Serge Kern die Entdeckung des fehlenden Elementes in Platinerz und gab dem vermeintlichen Element nach dem englischen Chemiker Sir Humphry Davy den Namen Davyum. Der Fund stellte sich jedoch als Mischung aus Iridium, Rhodium und Eisen heraus.

Eine weitere vermeintliche Entdeckung fand im Jahr 1896 mit Lucium statt, dabei handelte es sich jedoch um Yttrium. Schließlich schloss der japanische Chemiker Masataka Ogawa aus der Analyse eines Minerals auf die Anwesenheit von Nipponium (benannt nach Nippon, dem japanischen Wort für Japan), das er für das Element mit der Ordnungszahl 43 hielt. Spätere Analysen deuteten stattdessen auf Rhenium hin.

Umstrittener Nachweis durch Noddack, Berg und Tacke
Die deutschen Chemiker Walter Noddack, Otto Berg und Ida Tacke berichteten im Jahr 1925 von der Entdeckung des Elementes 43 und gaben ihm den Namen Masurium, abgeleitet von Masuren, der Heimat von Walter Noddack. Die Gruppe beschoss an der Physikalischen Reichsanstalt Berlin das Mineral Columbit mit einem Elektronenstrahl und schloss aus den Röntgenspektren auf die Anwesenheit von Element 43. Das beobachtete Signal war jedoch nahe an der Nachweisgrenze und konnte von anderen Arbeitsgruppen zu dieser Zeit nicht reproduziert werden. Eine präparative Reindarstellung gelang – im Einklang mit der Mattauchschen Isobarenregel – nicht. Die Entdeckung wurde deshalb nicht anerkannt.

Im Jahr 1998 wurde die Zurückweisung jedoch in Frage gestellt. John T. Armstrong vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology simulierte die Experimente mit einem Computer und kam zu vergleichbaren Resultaten wie Noddack, Berg und Tacke. Unterstützung kam durch eine Arbeit von David Curtis vom Los Alamos National Laboratory, der das sehr geringe natürliche Vorkommen von Technetium mit den Methoden von Noddack, Berg und Tacke nachwies. Die Debatte über die umstrittene Erstentdeckung ist daher wieder offen.

Nachweis durch Segrè und Perrier
Los Alamos National Laboratory
1937, 66 Jahre nachdem Dimitri Iwanowitsch Mendelejew viele der Eigenschaften Technetiums vorhergesagt hatte, wurde das Element schließlich auf unumstrittene Weise nachgewiesen. Emilio Segrè und Carlo Perrier, beide an der Universität Palermo tätig, isolierten das neue Element aus einer mit Deuteronen bombardierten Molybdänfolie, die Segrè zu Anfang des Jahres von Ernest Lawrence von der University of California, Berkeley, USA, erhalten hatte:
: $\mathrm$
:Deuteronen setzen Molybdän unter Neutronenemission zu Technetium um.

Segrè und Perrier benannten das erste künstlich hergestellte Element nach dem griechischen Wort tekhnetos für „künstlich“ als Technetium und gingen damit nicht auf Wünsche von Verantwortlichen der Universität Palermo ein, die nach dem lateinischen Wort für Palermo, Panormus, stattdessen den Namen Panormium vorgeschlagen hatten.

Nuklearmedizinische Anwendungen
Die erste Methode zur wirtschaftlichen Trennung von ⁹⁹Mo und ^99mTc wurde in den 1960er Jahren durch die beiden US-amerikanischen Forscher Walter Tucker und Margaret Green am Brookhaven National Laboratory entwickelt. Powell Richards veröffentlichte im Juni 1960 die erste Studie zur Anwendung von ^99mTc in der Nuklearmedizin.

Literatur

- Harry H. Binder, Lexikon der chemischen Elemente. Hirzel, Stuttgart, 1999, ISBN 3-7776-0736-3

- John Emsley, The elements, 3rd Ed., Clarendon Press, 1998, ISBN 0198558198

- A. F. Holleman, Egon Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie. de Gruyter, Berlin, 1995, ISBN 3-11-012641-9

- F. A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry, 6th Ed., Wiley, 1999, Kapitel 18D, Seite 974, ISBN 0-471-19957-5

- C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic Chemistry, 2nd Ed., Pewson/Prentice Hall, 2005, Kapitel 22.8a, Seite 666 ISBN 0130-39913-2

- Ekkehard Fluck, Klaus G. Heumann, Periodensystem der Elemente, Tafel. Wiley-VCH, Weinheim, 2002, ISBN 3-527-30716-8

- R. B. King (Ed.), Encyclopedia of Inorganic Chemistry, Bd. 8, Wiley, 1994, Seite 4094, ISBN 0-471-93620-0

Wissenschaftliche Literatur

- J. R. Dilworth, S. J. Parrott, The biochemical chemistry of technetium and rhenium, Chemical Society Reviews, 27, 1998, Seite 43

- K. Schwochau, Technetium radiopharmaceuticals: Fundamentals, synthesis, structure and development, Angewandte Chemie International Edition, 33, 1994, Seite 2258

- K. Schwochau, Technetium: Chemistry and Radiopharmaceuticals, Wiley, 2000, ISBN 3527294961

- K. Yoshihara, T. Omori (Ed.), Technetium and Rhenium—Their Chemistry and Its Applications, Topics in Current Chemistry, 176, 1996, ISBN 3540594698

Weblinks

- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Tc/index.html WebElements.com – Technetium]

- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Tc.html EnvironmentalChemistry.com – Technetium]

Kategorie:Chemisches Element
Kategorie:Gruppe-7-Element
Kategorie:Periode-5-Element
Kategorie:Übergangsmetall

ja:テクネチウム

Blei

Blei (lat. plumbum, von plumbeus: bleiern, stumpf, bleischwer) ist ein chemisches Element. Chemisches Symbol: Pb. Der Name Blei ist indogermanischen Ursprungs und bedeutet soviel wie schimmernd, leuchtend oder glänzend. Blei ist ein Schwermetall mit der Ordnungszahl 82. Die stabilen Bleiisotope Pb 206, Pb 207 und Pb 208, die schwersten stabilen Atomkerne überhaupt, sind die Endprodukte der natürlichen Zerfallsreihen der radioaktiven Elemente. Das Metall lässt sich leicht verformen und kann auch in beliebige Form gegossen werden.
Im englischen Wort für Klempner („plumber“) steckt noch das Wort Blei. Schließlich wurden früher weltweit alle Wasserrohre aus Blei gefertigt. Auch die Plombe hat den Wortstamm Plumbum.

Geschichte
In der frühen Bronzezeit wurde Blei neben Antimon und Arsen verwendet, um Bronzen zu erzeugen, bis sich Zinn weitgehend durchsetzte.
Bereits die Babylonier kannten Vasen aus Blei, die Römer verwendeten das Metall als Material für Bleigefäße, als Schleudergeschoss, für Plomben (Name) und Wasserleitungen. Die hohe Nachfrage nach Blei und vor allem Zinn wird sogar als ein Grund für die römische Besetzung Britanniens angeführt – in der südwestlichen Region Cornwall befanden sich damals bedeutende Erzvorkommen. Auch in Westfalen gewannen die Römer bis zu ihrem Rückzug nach der Varusschlacht Blei. Die römische Bleiverarbeitung hat zu einer bis heute nachweisbaren Umweltverschmutzung geführt: Eiskerne aus Grönland zeigen zwischen dem 5. Jahrhundert v. Chr. und dem 3. Jahrhundert n. Chr. einen messbaren Anstieg des Bleigehalts in der Atmosphäre.

Vorkommen

Bleierz kommt in chemischen Verbindungen als Bleisulfid,PbS (Bleiglanz) vor. Dieses Mineral ist auch die bedeutendste kommerzielle Quelle für die Gewinnung von neuem Blei.

Die größten Vorkommen findet man in China, den USA, Australien, Russland und Kanada.
In Europa sind Schweden und Polen die Länder mit den größten Vorkommen.

Auch in Deutschland wurde in der Jülicher Börde, im Harz(Goslar/Rammelsberg) und in Sachsen(Freiberg) in der Vergangenheit Bleierz abgebaut, verhüttet und veredelt.

Die bedeutendste Quelle für Blei ist heute das Recycling von alten Bleiprodukten.

Gewinnung und Darstellung

Bleierze werden heute im Tagebau oder im Tiefbau gefördert. Die Verhüttung von reinem Erz kommt heute nur noch sehr selten vor. Fast ausschließlich wird das geförderte Erz zu einem Konzentrat angereichert. Aus diesem Konzentrat wird Blei auf zwei Wegen hergestellt.

- Röst-Reduktionsarbeit:
Dieser Vorgang verläuft in zwei Stufen, dem Rösten und der Reduktion. Beim Rösten wird der Schwefel entfernt. Das Bleisulfid PbS (Bleiglanz) wandelt sich zu Bleioxid PbO um.
:: $\mathrm$ .
Die Reaktion wird mit Sinteranlagen durchgeführt. Anschließend erfolgt die Reduktion des PbO zu metallischem Blei im Schachtofen mit Hilfe von Koks. Dieser Koks verbrennt zu CO (Kohlenmonoxid), welches das PbO dann reduziert.
:: $\mathrm$ .

- Reaktionsarbeit:
In den letzten Jahren wird ebenfalls die sogenannte Reaktionsarbeit durchgeführt. Diese ermöglicht die Bleierzeugung in einem Schritt:
:: $\mathrm$

- Raffination:
Das entstehende Werkblei (Rohblei) enthält 2-5% Verunreinigungen, darunter oft Kupfer, Silber, Zinn, Zink, Arsen und Wismut. Die Raffination und Entschlickerung trägt durch das Aufreinigen und Vermarkten dieser Beiprodukte wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der Bleigewinnung bei.
Dies geschieht vornehmlich mit Hilfe von Salzen oder Luft durch selektive Oxidation eines Bestandteils der Schmelze oder Verdrängen aus der Schmelze durch Mischkristallbildung und Abziehen der sog. Schäume. Auch galvanische Verfahren sind für höhere Reinheiten gebräuchlich.

Es entsteht genormtes handelsgängiges Hüttenblei (Weichblei) mit 99,9% bis 99,97 % Reinheit (z.B. Eschweiler Raffiné) oder Feinblei mit 99,985% bis 99,99% (DIN 1719, veraltet)
Entsprechend dem Verwendungszweck sind auch Bezeichnungen wie Kabelblei verbreitet. Aktuelle Normen wie DIN EN 12659 kennen diese noch gebräuchlichen Bezeichnungen nicht mehr.

Verwendung

Metall

- in Bleiakkumulatoren als chemischer Energiespeicher (siehe Verbindungen)

- wegen seiner hohen Dichte als Gewicht:

- als Ausgleichsgewichte zum Auswuchten von Autorädern (seit 01. Juli 2003 bei PKW Neuwagen und seit 1. Juli 2005 bei allen PKW (bis 3,5 t) verboten – ersetzt durch Zink- oder Kupfergewichte)

- als Bleikette in Gardinen, damit diese glatt hängen

- beim Tauchen werden Bleigewichte gebraucht, um den Auftrieb von Taucher und Ausrüstung auszugleichen.

- zur Stabilisierung von Schiffen

- als Schwingungsdämpfer in vibrationsempfindlichen (Auto-)Teilen

- für Sonderanwendungen des Schallschutzes

- wegen seiner Abschirmwirkung gegen hochenergetische Strahlung und Elementarteilchen wird es zum Schutz beispielsweise in Röntgengeräten aber auch in Kathodenstrahlröhren (Computerbildschirme, Fernsehgeräte, etc) eingesetzt.

- für schärfere Röntgenbilder als Streustrahlenraster.

- wegen seiner chemischen Beständigkeit gegen u. a. Schwefelsäure und Brom durch Passivierung als Korrosionsschutz im Apparate- und Behälterbau.

- Blei wurde auch zur Herstellung von Rohren verwendet. Aufgrund der Toxizität des Bleis und seiner Verbindungen (Bleivergiftung) kommen Bleirohre aber seit den 1970er Jahren nicht mehr zum Einsatz. Trotz einer gebildeten Kalkschicht in den Rohren löst sich das Blei weiterhin im Trinkwasser. Erfahrungsgemäß wird bereits nach wenigen Metern der Grenzwert der geltenden Trinkwasserverordnung nicht eingehalten.

- Blei wurde lange Zeit auch als Hauptmaterial für Fensterfassungen eingesetzt, wie man es an mittelalterlichen Kirchenfenstern oft noch erkennen kann.

- in alten Bauwerken aus Naturstein zur Verbindung von Steinen durch eingegossene Metallklammern oder Metalldübel

- als Dachdeckung oder für Dachabschlüsse

- In früheren Zeiten sowie auch noch heute wird Blei als Material für Geschosse verwendet, sowohl für Schleudern als auch für Feuerwaffen bis ins 21. Jahrhundert („Pulver und Blei“). In so genannten Kartätschen wurde gehacktes Blei verschossen. Die Soldaten stellten ihre Geschosse selbst her, und es war nicht unüblich, dass Soldaten alles Blei stahlen, das sie finden konnten, um Munition daraus zu machen. Heutzutage wird um das Blei meist noch ein Mantel aus Kupfer gegossen, um einer Verbleiung des Laufes entgegenzuwirken und eine bessere Führigkeit und Beständigkeit der Munition zu erreichen.

- Ein Brauchtum zu Silvester ist das Bleigießen, bei dem flüssiges Blei (heutzutage auch Zinn) in kaltem Wasser zum Erstarren gebracht wird. Anhand der zufällig entstehenden Formen wird über die Zukunft assoziiert.

- historisch als giftiger Bleizucker zum Süßen insbesondere von Wein.

Legierungsbestandteil

- als Letternmetall in Verbindung mit Zinn und Antimon zur Herstellung von Lettern

- als Lagermetall zur Herstellung von Lagern

- Als Legierungsbestandteil von Zinn-Lot wird Blei als so genanntes Weichlot unter anderem in der Elektrotechnik benutzt. Die Verwendung von Blei in Loten betrug 1998 weltweit etwa 20.000 Tonnen. Die gesetzlichen EU-Vorschrift RoHS verbannt Blei ab Juli 2006 weitgehend aus der Löttechnik.

Verbindungen

- als chemischer Energiespeicher in Bleiakkumulatoren, bei Energieabgabe Umwandlung von Blei und Bleidioxid in Bleisulfat.

- als Tetraethylblei Pb(C₂H₅)₄ diente es als Additiv, als Antiklopfmittel in Vergaserkraftstoffen.

- als Bleioxid PbO wird es bei der Herstellung des Bleikristalls der Glasschmelze zugegeben.

- als Farbpigmente dienen

- Bleiweiß Pb(OH)₂·2 PbCO₃, das weiße Pigment mit der höchsten Deckkraft

- Chromgelb PbCrO₄ und Chromrot PbO₂·PbCrO₄

- Mennige Pb₃O₄, ein rotes Pigment, das auch als Rostschutzmittel verwendet wird

Biologische Bedeutung

Toxizität

Bei einmaliger Aufnahme von Blei oder Bleisalzen ist kaum eine Giftwirkung zu bemerken. Jedoch selbst Mengen von einem Milligramm pro Tag, über einen längeren Zeitraum eingenommen, werden im Körper gespeichert und erzeugen eine chronische Vergiftung, die sich in Kopfschmerzen, Müdigkeit, Abmagerung und Defekten der Blutbildung, des Nervensystems und der Muskulatur zeigt. Die Verwendung von Blei in Essgeschirren ist heute verboten, Zinngeschirre müssen bleifrei sein. Siehe Gressenicher Krankheit, Dienerkrankheit und Bleikinder.

Zusammengefasst: Störung der Biosynthese, Blutdruckanstieg, Nierenschäden, Fehl- und Frühgeburten, Schäden des Nervensystems, Hirnschäden, senkt den IQ, verminderte Fruchtbarkeit bei Männern durch Schädigung der Spermien, verminderte Lernfähigkeit und Verhaltensstörungen bei Kindern (Hyperaktivität usw.).

bleifrei

Wegen seiner Toxizität ist die Verwendung von Blei, Bleilegierungen und Bleiverbindungen wachsenden gesetzlichen Einschränkungen unterworfen.
Entsprechende Produkte und Anwendungen werden entweder vollständig ersetzt (wie Bleitetraethylen im Benzin) oder der Bleigehalt durch Grenzwerte auf einen der technischen Verunreinigung entsprechenden Wert beschränkt (z. B. Zinn und Lot).
Diese Produkte werden gern „bleifrei“ genannt.
Grenzwerte gibt es u. a. in der Gesetzgebung um die sog. RoHS (Richtlinie 2002/95/EG), die 1000ppm (0,01 %) vorsieht. Strenger ist der Grenzwert für Verpackungen mit 100ppm (Richtlinie 94/62/EG).

Der politische Wille zum Ersetzen des Bleis gilt auch dort, wo die Verwendung aufgrund der Eigenschaften technisch oder wirtschaftlich interessant wäre, die Gesundheitsgefahr gering und ein Recycling mit sinnvollem Aufwand möglich wäre (z. B. Blei als Dacheindeckung).

Nachweis

Eine Möglichkeit, Blei-Ionen in einer chemischen Verbindung nachzuweisen, ist der Nachweis mit Kaliumiodid.

Dabei wird die Probe in verdünnter Salzsäure gelöst und vorsichtig bis zur Kristallisation eingedampft. Der Rückstand wird mit einem Tropfen Wasser aufgenommen und anschließend mit einem Kristall Kaliumiodid versetzt. Es entstehen nach kurzer Zeit gelbe hexagonale Blättchen (Blei(II)-iodid), die zwischen gekreuzten Polarisatoren hohe Interferenzfarben zeigen. Nach einiger Zeit kommt es zur Wiederauflösung der anfänglich gelben Kristalle, und es entsteht das farblose Kaliumtetraiodoplumbat(II).

Weblinks

- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Blei Blei im Mineralienatlas WiKi]

- [http://www.epa.gov/history/topics/perspect/lead.htm Lead Poisoning: A Historical Perspective – Historische Perspektive zur Bleivergiftung (englische Webseite)]

Kategorie:Chemisches Element
Kategorie:Gruppe-14-Element
Kategorie:Periode-6-Element
Kategorie:Schwermetall
Kategorie:Gift

ja:鉛

th:ตะกั่ว

1902

Ereignisse
Politik und Wirtschaft

- 1. Januar: Joseph Zemp wird neuer Schweizer Bundespräsident

- 7. Januar: Kaiserinwitwe Cixi kehrt nach ihrer Flucht in die Verbotene Stadt von Peking zurück und übernimmt wieder die Regierungsgewalt über China

- 9. Januar: Sturz des Präsidenten von Paraguay, Emilio Aceval; Nachfolger wird Hector Carvallo

- 14. Januar: General Tung Fuhsian, einer der Führer des Boxeraufstandes wird hingerichtet. Die Ermordung ist eines der Zugeständnisse der Kaiserinwitwe Cixi an die ausländischen Mächte, die ihr die Regierungsgewalt zurückgaben

- 16. Januar: Deutschland erhält von der Türkei die Konzession für den Bau der Bagdadbahn von Konya nach Bagdad

- 24. Januar: In Frankreich werden die Eisenbahnen verstaatlicht

- 29. Januar: Die sozialdemokratische Tageszeitung Vorwärts veröffentlicht ein Geheimpapier der Kaiserlichen Marine, in dem der damalige Vizeadmiral Alfred von Tirpitz detaillierte Rüstungspläne über eine Flottenerweiterung aufführt. Die Veröffentlichung weitet sich zu einem Skandal aus, da sich selbst die regierungstreuen Zentrumsorgane von Tirpitz hintergangen fühlen

- 7. Februar: Tirpitz bestätigt die Authentizität des veröffentlichten Geheimpapiers, sieht darin aber keine verfänglichen Äußerungen, da er schon 1900 offen über diese Pläne gesprochen habe

- 7. März: Die türkische Regierung verbietet an armenischen Schulen den muttersprachlichen Untericht

- 16. März: Kuba wird unabhängig

- 18. April: Der 22-jährige russische Revolutionär Jossif Wissarionowitsch Dschugaschwili, der sich später Stalin nennt, wird verhaftet. Er soll Arbeiterunruhen in Batum mit angeführt haben

- 23. April: In Washington, D.C. unterzeichnen US-Außenminister John Milton Hay und der kolumbianische Botschafter Thomas Herran einen Vertrag, der die Rechte zum Weiterbau des Panama-Kanals den USA überträgt. Der Bau wurde 1881 von Frankreich begonnen. Nachdem Tausende von Arbeitern an Malaria und Gelbfieber starben, boten sie den Verkauf der Baurechte in Höhe von 40 Mio. US-Dollar an

- 17. Mai: Der 16-jährige Alfons XIII. besteigt an seinem Geburtstag den spanischen Thron

- 20. Mai: Kuba erlangt die Unabhängigkeit von Spanien. Erster Präsident wird Tomás Estrada Palma

- 31. Mai: Mit dem Friedensvertrag von Vereeniging endet der Burenkrieg in Südafrika

- 12. Juli: Der britische Premierminister Salisbury tritt aus Altersgründen mit 72 Jahren zurück, sein Nacholger wird Arthur James Balfour

- 17. Juli: Ein panarmenischer Kongeß in Brüssel ruft die europäischen Mächte zum Schutz der armenischen Christen vor den türkischen Muslimen auf

- 9. August: In London wird König Eduard VII. feierlich gekrönt

- 1. November: Italien und Frankreich einigen sich in einem Geheimvertrag über die Abgrenzung ihrer Interessenssphären in Nordafrika (Libyen, Tunesien)

- 22. November: Rüstungsmagnat Friedrich Alfred Krupp stirbt sieben Tage nachdem er öffentlich im Vorwärts als homosexuell geoutet wurde

- 29. November: das Haager Schiedsgericht entscheidet im Streitfall um Ansprüche auf das Beringmeer zugunsten der USA und gegen Großbritannien

- 14. Dezember: Der Deutsche Reichstag verabschiedet die Kompromißfassung eines neuen Zolltarifgesetzes. Die Diskussionen über das Gesetz dauerten über ein Jahr

- Die AV Cheruskia, eine katholische Studentenverbindung, wird in Tübingen gegründet

Wissenschaft und Technik

- 1. Januar: Die Schweizerische Bundesbahnen AG nimmt ihren Betrieb auf

- 18. Februar In Berlin fährt die erste U-Bahn, und zwar vom Stralauer Tor zum Potsdamer Platz: Anbruch einer neue Ära des Personennahverkehrs

- 16. Juni: Albert Einstein erhält eine Anstellung als Experte III. Klasse am Patentamt in Bern

- ca. 25. August: Die ersten Fahrten der Transsibirischen Eisenbahn von Moskau nach Wladiwostok finden statt

- 10. Dezember: Der Assuan-Staudamm wird offiziell eingeweiht

- ohne Datum: Patentierung des Tachometers durch Otto Schulze beim Deutschen Patentamt

- ohne Datum: Ernest Rutherford und Frederick Soddy entwickeln die Theorie vom Atomzerfall unter Aussendung von Alpha- und Betastrahlen

- ohne Datum: Léon-Philippe Teisserenc de Bort entdeckt die Stratosphäre und die Tropopause

- entdeckung der Boyschen Fläche

Kultur

- 1. Januar: Eröffnung einer Sonderausstellung mit Werken des griechisch-spanischen Malers El Greco im Prado von Madrid. Die Gemälde waren in Vergessenheit geraten und erregten erhebliches Aufsehen

- 17. Januar: Uraufführung der Oper Les Guelfes von Benjamin Godard am Théâtre des Arts in Rouen

- 30. April: Uraufführung des lyrischen Dramas Pelléas et Mélisande von Claude Debussy an der Opéra-Comique in Paris

- 6. Oktober: Uraufführung der Oper Das war ich! von Leo Blech an der Dresdner Hofoper

- 18. Oktober: Hugo von Hofmannsthals Brief des Lord Chandos erscheint

- 19. Oktober: Uraufführung der Komödie Die Lokalbahn von Ludwig Thoma

- 6. November: Uraufführung des Dramas Adriana Lecouvreur von Francesco Cilea am Teatro Lirico in Mailand

- 21. November: Uraufführung der Operette Wiener Frauen von Franz Lehár am Theater an der Wien in Wien

- 28. November: Uraufführung der Oper Saul und David vonCarl August Nielsen in Kopenhagen

- 29. November: Uraufführung der Sage Der arme Heinrich von Gerhard Hauptmann im Wiener Burgtheater

- 16. Dezember: Uraufführung der Oper Götz von Berlichingen von Karl Goldmark an der Nationaloper in Budapest

- 20. Dezember: Uraufführung der Operette Der Rastelbinder von Franz Lehár am Carl-Theater in Wien

- 25. Dezember: Uraufführung der Oper Der unsterbliche Kaschtschej (Orig.: Kaschtschej Bessmertny) von Nikolai Andrejewitsch Rimski-Korsakow an der Solodownikow-Privatoper in Moskau

Katastrophen

- 19. April: Bei einem Erdbeben der Stärke 7,5 in Guatemala, Mittelamerika sterben ca. 2.000 Menschen

- 8. Mai: Ein Vulkanausbruch des Mont Pelée auf der Antilleninsel Martinique fordert etwa 30.000 Tote

- 24. Juni: Das deutsche Torpedoboot S 42 sinkt in der Elbemündung nach der Kollision mit dem britischen Dampfer Firsby. Von den 16 Mann Besatzung des Torpedobootes kommen 5 Mann ums Leben

- 21. Juli: Untergang des Vergnügungsdampfers „Primus“ nach Kollision mit einem Schlepper auf der Elbe bei Hamburg. 101 von 206 Passagieren kommen ums Leben

- 16. Dezember: Einem Erdbeben der Stärke 6,4 in Turkestan (Landschaft) fallen ca. 4.500 Menschen zum Opfer}}