Table Of ContentHermann Sicius
Cobaltgruppe:
Elemente der neunten
Nebengruppe
Eine Reise durch das Periodensystem
essentials
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Hermann Sicius
Cobaltgruppe:
Elemente der neunten
Nebengruppe
Eine Reise durch das Periodensystem
Dr. Hermann Sicius
Dormagen, Deutschland
ISSN 2197-6708 ISSN 2197-6716 (electronic)
essentials
ISBN 978-3-658-16345-7 ISBN 978-3-658-16346-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-658-16346-4
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Dieses Buch ist gewidmet:
Susanne Petra Sicius-Hahn
Elisa Johanna Hahn
Fabian Philipp Hahn
Dr. Gisela Sicius-Abel
Was Sie in diesem essential finden können
• Eine umfassende Beschreibung von Herstellung, Eigenschaften und Verbindungen
der Elemente der neunten Nebengruppe
• Aktuelle und zukünftige Anwendungen
• Ausführliche Charakterisierung der einzelnen Elemente
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ................................................ 1
2 Vorkommen ............................................... 3
3 Herstellung ............................................... 5
4 Eigenschaften ............................................. 7
4.1 Physikalische Eigenschaften. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Chemische Eigenschaften ................................. 7
5 Einzeldarstellungen ........................................ 9
5.1 Cobalt ............................................... 9
5.2 Rhodium ............................................. 19
5.3 Iridium ............................................... 26
5.4 Meitnerium ........................................... 34
Literatur .................................................... 39
IX
1
Einleitung
Willkommen bei den Elementen der neunten Nebengruppe (Cobalt, Rhodium, Iri-
dium und Meitnerium), deren physikalische und chemische Eigenschaften rela-
tiv ähnlich sind. Auch beim Elementenpaar Rhodium und Iridium ist noch die
Auswirkung der Lanthanoidenkontraktion zu beobachten. Die jeweiligen physi-
kalischen Eigenschaften dieser zwei Elemente unterscheiden sich jedoch schon
merklich, nicht aber die chemischen. Die Eigenschaften des Cobalts dagegen
weichen von denen der zwei „edlen“ Platinmetalle Rhodium und Iridium deut-
lich ab, so zeigt Cobalt ein negatives Normalpotenzial sowie niedrigere Dichten,
Schmelz- und Siedepunkte. Die Elemente dieser Gruppe könnten theoretisch
maximal neun äußere Valenzelektronen (je zwei s- und sieben d-Elektronen)
abgeben, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen. Bei Cobalt ist
aber die Oxidationsstufe 2 die stabilste, bei Rhodium 3 und bei Iridium 4,
+ + +
wenn man bei den beiden letzteren überhaupt von stabilen Verbindungen spre-
chen kann. Die Exergonie (bzw. Exothermie) für Bildungsreaktionen von Rho-
dium- und Iridiumverbindungen aus den Elementen ist nur selten negativ und
dann niedrig; oft ist auch eine hohe Aktivierungsenergie aufzuwenden. Kürzlich
gelang jedoch die Erzeugung von Iridium-VIII- und IX-Verbindungen.
Für das höchste Element dieser Nebengruppe, das Meitnerium, wurden sogar
noch gar keine chemischen Untersuchungen durchgeführt. Es ist zu erwarten, dass
es sich chemisch ähnlich wie Iridium verhält.
Die Entdeckung des Cobalts erfolgte 1735, die des Rhodiums und Iridiums
Anfang des 19. Jahrhunderts. Die erstmalige Darstellung von Atomen des Meit-
neriums gelang 1982. Sie finden alle Elemente Periodensystem in Gruppe N 9
(s. Abb. 2.1).
© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2017 1
H. Sicius, Cobaltgruppe: Elemente der neunten Nebengruppe,
essentials, DOI 10.1007/978-3-658-16346-4_1
2 1 Einleitung
Cobalt als Legierungsbestandteil in Stählen, Rhodium in Schmuck und in
Katalysatoren und teuren Uhren, Iridium in Spitzen von Füllfederhaltern und
ebenfalls in Katalysatoren für verschiedene organische Synthesen – das kennen
Sie vielleicht schon. Aber wie verhält es sich mit Cobaltverbindungen in der Por-
zellanmalerei oder mit Iridium in Kontakten für Zündkerzen und in der Krebsthe-
rapie? Die Nebengruppen des Periodensystems beinhalten einige sehr bekannte
Namen von Elementen, wie beispielsweise Chrom, Eisen, Nickel, Kupfer, Sil-
ber, Gold, Zink, Quecksilber. Im Gegenzug findet man auf hierzu gleichwerti-
gen Positionen viele Elemente, die eventuell sogar die Mehrheit von Ihnen nicht
sofort einordnen können: Iridium, Technetium, Rhodium, Hafnium, Scandium,
Lanthan und Cadmium. Rhodium und Iridium bilden zusammen mit Cobalt und
dem radioaktiven, sehr kurzlebigen Meitnerium Elemente dieser neunten Neben-
gruppe des Periodensystems.
Elemente werden eingeteilt in Metalle (z. B. Natrium, Calcium, Eisen, Zink),
Halbmetalle wie Arsen, Selen, Tellur sowie Nichtmetalle wie beispielsweise Sau-
erstoff, Chlor, Jod oder Neon. Die meisten Elemente können sich untereinander
verbinden und bilden chemische Verbindungen; so wird z. B. aus Natrium und
Chlor die chemische Verbindung Natriumchlorid, also Kochsalz.
Einschließlich der natürlich vorkommenden sowie der bis in die jüngste Zeit
hinein künstlich erzeugten Elemente nimmt das aktuelle Periodensystem der Ele-
mente (Abb. 2.1) bis zu 118 Elemente auf, von denen zurzeit noch vier Positionen
unbesetzt sind.
Die Einzeldarstellungen der insgesamt vier Vertreter der Gruppe der Elemente
der neunten Nebengruppe enthalten dabei alle wichtigen Informationen über das
jeweilige Element, sodass ich hier nur eine sehr kurze Einleitung vorangestellt
habe.
