Arbeitsblatt: Elemente

Elemente (Grundbaustoffe) Beispiele siehe Name DAS PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE (PSE) Symbol Name Aluminium Blei Brom Cadmium Calcium Chlor Chrom Eisen Fluor Gold Helium Iod Kalium Kohlenstoff Kupfer Symbol Magnesium Natrium Neon Nickel Phosphor Platin Quecksilber Sauerstoff Schwefel Silber Stickstoff Uran Wasserstoff Zinn Zink Modellbild feste Elemente flüssige Elemente gasförmige Elemente Steckbriefe zu einzelnen Elementen Aluminium Al Smp 660 C Sdp 2060 C 2,7 g/cm3 Herstellung Verwendung fest, silberweiss, weich, sehr unedles Leichtmetall, brennt in Pulverform unter heftigem, weissen Funkensprühen, dritthäufigstes Element der Erdrinde, hat nach Silber und Kupfer beste el. Leitfähigkeit, überzieht sich an der Luft spontan mit einer dünnen, zähen Oxidschicht, welche das Aluminium vor Korrosion schützt aus 4 Bauxit (nach Les Baux Provence) 2 Tonerde A2O3 1 A (Elektrolyse) Alufolie, Velorahmen, Verkehrsschilder, Lamellenstoren, Werkzeuge, Gehäuse, Fahrzeugbau, Flugzeuge, Hochspannungsleitungen, Leitern, Rahmdeckeli, Stockibeutel, Schokoladenpapier, Zigarettenpapier, Bestandteil der essigsauren Tonerde A(CH3COO)3, Alufolie Salzwasser Silberreinigungsmittel Blei Pb Smp 327 C Sdp 1740 C 11,3 g/cm3 fest, grau, weich, unedles Metall, gegenüber Schwefelsäure H2SO4 beständig, in Salpetersäure HNO3 löslich, alle Bleiverbindungen sind giftig Herstellung Verwendung durch Rösten aus Bleiglanz PbS Auswuchtblei bei Autorädern, Akkumulatorenplatten, Bleiblech für Dachdeckerarbeiten, Schrotkugeln, als Abschirmplatten gegen Röntgenstrahlen (Strahlenschutzschürzen) in Form von Bleimennige Pb3O4 als Rostschutzfarbe für Eisenteile, in Form von Bleitetraethyl Pb(C2H5)4 als Antiklopfmittel im Bleibenzin, in Form von Bleioxid PbO als Zusatz bei Glasherstellung Brom Br fl‚ssig, rotbraun, stinkt, stark ƒtzend, neben Quecksilber das einzige bei Zimmertemperatur fl‚ssige Element, Giftklasse 1 sehr reaktionsfreudig (2 A 3 Br2 2 ABr3) Smp -7,2 C Sdp 59 C 3,1 g/l Verwendung zur Synthese von Farbstoffen und Beruhigungsmitteln, als Silberbromid auf Fotopapier und Filmen (z.B. Agfa, Kodak) Calcium Ca fest, silbrig, weich, an der Luft schnell anlaufendes Leichmetall, unedel, brennt mit oranger Flamme, Smp 840 C Sdp 1484 C 1,55 g/cm3 Vorkommen in Kalk, Kreide, Marmor als Calciumcarbonat CaCO3, in Gips als Calciumsulfat-dihydrat CaSO 2 0, 4 Herstellung 2 wichtiger Stoff in jedem Organismus (Zähne, Knochen, Blut) durch Elektrolyse aus Calciumchlorid CaC2 Chlor C Smp -101 C Sdp -34 C 3,2 g/l (0 „C 1 bar) Herstellung gasfrmig, gelbgr‚n, typischer Geruch, stark ƒtzend, reizt Schleimhƒute, reagiert mit fast allen anderen Elementen stark exotherm, Mischung Wasserstoff/Chlor Chlorknallgas, Ozonkiller, Giftklasse 1 2 KMnO4 16 HC 2 KC 2 MnCl2 8 H2O 5 C2 Elektrolyse von Kochsalz 2 NaC 2 Na C2 Verwendung Herstellung von Salzsäure HC, Desinfektionsmittel Eisen Fe fest, silberweiss, weich, unedles Metall, magnetisierbar, gut legierbar, nur an trockener Luft und in O2- bzw. CO2- freiem Wasser beständig, an feuchter Luft rostet es ( Eisenoxidhydrat xFeO yFe 0 zH 0) Smp 1535 C Sdp 3200 C 7,86 g/cm3 Vorkommen Herstellung Verwendung Fluor 2 3 2 zu ca. 5 in der Erdkruste als Eisenerz in Magneteisenstein Fe3O4, Brauneisenstein Fe2O3 3 H20, Roteisenstein Fe2O3, Spateisenstein FeCO3, Pyrit FeS2 Bestandteil der roten Blutkörperchen (besorgt den Sauerstofftransport) durch Reaktion obiger Stoffe mit Kohle (Hochofen) wichtigster Werkstoff, Werkzeuge, Maschinen, Eisenbahn, Autokarosserie, Brücken, Armierungseisen, Legierungen Fe C [Co/Cr/Ni/Mo/Mn/Ti/W/V] je nach Zweck (Messerstahl, Baustahl, Maschinenstahl, Panzerstahl, Chromstahl) Smp -223 C Sdp -188 C 1,69 g/l (0 „C 1 bar) gasfrmig, gelblich, stechend riechend, ausserordentlich reaktions-freudig, Nichtmetall, Beim Einatmen ruft es schwere Entz‚ndungen der Atemwege hervor und verursacht bei Ber‚hrung mit der Haut starke Verƒtzungen, es lƒsst Holz und Gummi entflammen und reagiert mit Wasserstoff noch bei -252 „C explosionsartig. Da Fluor auch Glas zerstrt, wird es in Kupfer- oder Nickelgefƒssen aufbewahrt. Seine kleinsten Teilchen sind Molek‚le der Form F2. Verwendung als Kryolith Na4(AlF6) zur Aluminiumherstellung Gold Au fest, gelbrot, weich, Edelmetall, Schwermetall, sehr dehnbar, wird durch Chlor und Königswasser angegriffen Smp 1064 C Sdp 2960 C 19,3 g/cm3 Vorkommen Verwendung gediegen, sehr selten, deshalb teuer 1 kg 1400 Fr Schmuck, Luxusgegenstände, Münzen, Zahnfüllungen, Währungsmetall, Ueberzugsmetall Helium He Edelgas, sehr reaktionstrƒge, Smp -272 C Sdp -269 C 0,17 g/l (0 „C 1 bar) Vorkommen Verwendung in der Luft zu 0,00046 enthalten F‚llgas f‚r Ballone, Taucherluft Iod fest, grauschwarz, metallisch glänzend, stark flüchtiger Stoff, als Gas violett (iod griech. veilchenblau), ätzend in Wasser nicht, in Alkohol gut löslich ( Iodtinktur) sublimiert (fest fl‚ssig) und resublimiert (gasfrmig fest) Smp 113 C Sdp 183 C 4,94 g/cm3 Verwendung Iodtinktur Wunddesinfektionsmittel Speisesalzzusatz zur Verhinderung von Kropfbildung bei iodarmer Kost Kalium Smp 64 C Sdp 775 C 0,86 g/cm3 fest, bläulich-weiss, weich, muss unter Petrol aufbewahrt werden, damit es nicht mit dem Luftsauerstoff reagieren kann, reagiert mit Wasser spontan und sehr heftig, entwickelt dabei Wasserstoff, welcher zusammen mit dem (Luft-) Sauerstoff Knallgas bildet, brennt mit violetter Flamme Herstellung durch Elektrolyse von Kaliumchlorid KC Kohlenstoff fest, grau-schwarz, wasserunlöslich, Nichtmetall, reaktionsfreudig, kann sich als einziges Element beinahe unbegrenzt mit sich selbst verbinden, kommt in 2 Formen vor 3 als Graphit 2,3 g/cm grau bis schwarz glänzend, sehr weich, leitet Strom, brennbar 3 als Diamant 3,2 g/cm durchsichtig, sehr hart, leitet Strom nicht Smp 3800 C Sdp 4500 C Vorkommen wesentlicher Bestandteil aller lebenden Materie, Koks, Asche entsteht durch Zersetzung organischer Verbindungen unter Luftabschluss oder bei unzureichender Luftzufuhr Verwendung als Graphit Bleistiftmine, Elektroden, Kohlebürsten in Elektromotoren, Schmelzgefässe als Russ schwarzer Farbstoff (Tusche), Druckerschwärze, Füllstoff für Kautschuk als Diamant Schmuck, Bohrer, Diamantkreissägeblätter (Stein) Kupfer Cu fest, rötlich, ziemlich weich, halbedles Metall, zäh, dehnbar, nach Silber beste Leitfähigkeit für Strom und Wärme Smp 1083 C Sdp 2600 C 8,96 g/cm3 Vorkommen Verwendung Magnesium Mg in gediegener Form in den USA, in Form von Erzen (Kupfer cuprum Zypern) el. Leitungen, Warmwasserröhren, Münzen, Schmuckgegenstände, Pfannen, Braukessel, Dachkännel, Fassadenblech, Bundeshauskuppel Legierungsmetall Messing [Cu/Ni], Bronze [Cu/Sn], Neusilber [Cu/Zn/Ni], Silberlot [Cu/Ag/Zn], Konstantan [Cu/Ni] fest, silberweiss, silberglänzend, läuft an der Luft an, leicht verformbar, Leichtmetall, brennt mit intensiver hellweisser Flamme Smp 650 C Sdp 1102 C 1,75 g/cm3 Herstellung Vorkommen Verwendung Natrium Na Smp 98 C Sdp 883 C 0,97 g/cm3 durch Elektrolyse von Magnesiumchlorid MgCl2 wichtiger Bestandteil des Chlorophylls enthalten in Mineralien wie Dolomit CaCO3 MgCO3 und Magnesit MgCO3 als legiertes Metall im Automobil- und Flugzeugbau, in reiner Form in Feuerwerkskörpern, früher in Blitzlichtwürfeln, in Form von Magneiumcarbonat MgCO3 unter der Bezeichung Magnesia fest, silberweiss, weich, sehr unedles Metall, muss unter Petrol aufbewahrt werden, damit es nicht mit dem Luftsauerstoff reagieren kann, reagiert mit Wasser spontan und sehr heftig, entwickelt dabei Wasserstoff, welcher zusammen mit dem (Luft-) Sauerstoff Knallgas bildet, brennt mit gelber Flamme Herstellung durch Elektrolyse von Kochsalz NaC Verwendung Kühlmittel in Kernfusionskraftwerken (c 1,214 kJ/kg C) Natriumdampflampe (Fotolabor) Nickel Ni fest, silberweiss, zäh, Schwermetall, schwach magnetisierbar, Smp 1454 C Sdp 2800 C 8,9 g/cm3 Verwendung als Legierungsmetall (Chromnickelstahl sehr hart und korrosionsbeständig) Phosphor Verwendung fest, Nichtmetall, kommt in 3 Erscheinungsformen vor 3 roter Phosphor 2,34 g/cm ungiftig, reaktionsträge, entzündet sich erst bei Temperaturen über 400 C, entsteht aus weissem durch Erhitzen in einem geschlossenen Gefäss 3 weisser Phosphor 1,82 g/cm bei Zimmertemperatur weich, Smp 44 C, kaum wasserlöslich, wandelt sich langsam, unter Lichteinwirkung jedoch schneller in roten Phosphor um, ausserordentlich reaktionsfreudig, selbstentzündlich, sehr giftig, muss unter Wasser aufbewahrt werden 3 schwarzer Phosphor 2,67 g/cm entsteht aus weissem Phosphor durch Erhitzen unter sehr hohem Druck roter in der Reibfläche der Zündholzschachtel enthalten weisser Ausgangsstoff für Phosphorverbindungen in Düngemitteln als Calciumphosphat Ca3(PO4)2, Natriumhydrogenphosphat Na HPO 12 0 2 in Waschmitteln als Platin Pt Smp 1769 C Sdp 4350 C 21,5 g/cm3 4 2 Ammoniumhydrogenphosphat (NH4)2HPO4 Pentanatriumtriphosphat Na5P3O10 fest, grauweiss, Edelmetall, dehnbar, reaktionsträge, wird durch Chlor und Königswasser angegriffen, legiert sich leicht mit anderen Metallen Vorkommen Verwendung gediegen in Form kleiner Körnchen im Flusssand Laboratoriumgeräte, Katalysatoren (Platinasbest), Schmuckmetall Quecksilber Hg einziges bei Zimmertemperatur flüssiges Metall, silbergrau, halbedel, Dämpfe giftig, Smp -39 C Sdp 357 C 13,6 g/cm3 Herstellung Verwendung aus Zinnober HgS O2 Hg SO2 als Füllmittel in Thermo-, Baro- und Manometern, Gleichrichtern, als Sperrflüssigkeit in chem. und physikalischen Laborgeräten, als Amalgame für Zahnfüllungen, in Quecksilberdampflampen Sauerstoff gasförmig, farblos, geruchlos, geschmacklos, wenig wasserlöslich, häufigstes Element der Erde Wenn sich Sauerstoff unter Abgabe von Wärme und Licht mit einem anderen Stoff verbindet, spricht man von Verbrennung (Oxydation) Smp -219 C Sdp -183 C 1,43 g/l (0 C ,1 bar) Vorkommen Herstellung Verwendung in der Luft zu 21 als O2 (frei), im Wasser als H20 (gebunden) durch Luftverflüssigung und anschliessende Destillation zusammen mit Acetylen zum Schweissen, Schneiden, in der Chemie zur Herstellung von Alkoholen, in der Medizin zur künstlichen Beatmung Schwefel Smp 119 C Sdp 444 C 2 g/cm3 Vorkommen Verwendung Silber Ag Smp 962 C Sdp 2212 C 10,5 g/cm3 fest, gelb, Nichtmetall, ungiftig, spröde, wasserunlöslich, geschmack und geruchlos, verbrennt mit blauer Flamme zu giftigem Schwefeldioxid SO2, frei (Amerika/Sizilien/Polen) gebunden in schwefelhaltigen Gesteinen, entsteht in grossen Mengen bei der Entschwefelung von Rohöl (Herstellung von Benzin und Heizöl) zur Herstellung von Schwefelsäure H2SO4, zur Ungezieferbekämpfung, zur Desinfektion, zur Herstellung von Kitten, Farbstoffen und med. Präparaten, zur Vulkanisation von Kautschuk ( Elastischmachen von Gummi) fest, hellgrau-weiss, glänzend, Edelmetall, beste el. Leitfähigkeit, ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, nach Gold das geschmeidigste und dehnbarste Metall, härter als Gold, weicher als Kupfer, löst sich in geschmolzenem Zinn auf, Verwendung el. Leitungen und Kontakte, Reflektoren, Spiegelbeschichtungen, Schmuck, Besteck, Münzen Stickstoff gasförmig, farblos, geruchlos, geschmacklos, Nichtmetall, reaktionsträge, Smp -210 C Sdp -196 C 1,251 g/l (0 C 1 bar) Vorkommen Herstellung Verwendung in der Luft zu78 als N2 durch Luftverflüssigung und anschliessende Destillation Schutzgas, zur Herstellung von Ammoniak NH3 Uran fest, silberweiss, Schwermetall, radioaktiv Smp 1405 C Sdp 4018 C 3 18,7 g/cm Vorkommen Verwendung als Uranoxid UO2, Urannitrit U(NO2)2 und Urancarbid UC2 Ausgangsstoff zur Herstellung von Brennstäben für Kernkraftwerke Wasserstoff gasförmig, farb- und geruchlos, leichtestes chem. Element, brennt mit besonders heisser Flamme, mit Sauerstoff oder Chlor gemischt Knallgas Bestandteil aller Säuren, macht die Säuren sauer Smp -259 C Sdp -253 C 0,09 g/l (0 C 1 bar) Vorkommen Verwendung im Wasser als H20, auf Sonne und Sternen als Atmosphärengas früher als Füllgas für Zeppeline (bis Lakehurst 1937), Treibstoff für Raketen, Synthesegas ( Ausgangsstoff für die Herstellung chem. Produkte wie Düngemittel, Salzsäure) Wolfram fest, Metall, hart, korrosionsbeständig, Smp 3380 C Sdp 5900 C 19,3 g/ cm3 Verwendung Glühfäden in Glühbirnen, Legierungselement für warmfeste Stähle Zinn Sn fest, silberweiss, unedles Metall, leicht verformbar, reines Zinn hat einen hohen Klang, mit Blei legiertes einen tiefen, eine Zinnstange chrost beim Biegen (Zinnschreien), bei jahrelanger Aufbewahrung unter 13 C zerfällt Zinn (Zinnpest) Smp 232 C Sdp 2275 C 7,28 g/cm3 Vorkommen Verwendung wird in Zinnminen abgebaut (Südamerika) Zinnbecher, Orgelpfeifen, Lötzinn (Pb/Sn 60 40) Weissblech (Konservendosen), Zinnsoldaten Legierungsmetall Bronce [Cu/Sn] Neusilber [Cu/Sn/Ni] Stanniol sehr dünn gewalzte Zinnfolie, heute durch Alufolie ersetzt Zink Zn fest, bläulichweiss, ziemlich spröd, oberhalb von 500 C entzündet sich Zink und verbrennt mit einer typisch blaugrünen Flamme (Nachweismethode), überzieht sich an der Luft mit einer dünnen Oxidschicht, welche es vor Korrosion schützt Smp 420 C Sdp 908 C 7,13 g/cm3 Verwendung Verzinken von eisernen Gegenständen, die dem Wetter ausgesetzt sind ( Rostschutz) Velostƒnder, Gelƒnder, BLT-Fahrleitungsmasten, Verkehrsschildermasten, Hochspannungsleitungsmasten, als Ersatz f‚r Kupfer bei Dachdecker- und Spenglerarbeiten, Legierungsmetall (Messing [Cu/Zn]) in Form von Zinkoxid ZnO und Zinksulfid ZnS als weisser Farbstoff