Transcript AC-Ing-stunde3

4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
O
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
O
S
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
O
Se
S
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
O
S
Se
Te
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
O
S
Po
Se
Te
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Gruppeneigenschaften
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Sauerstoff ist das häufigste Element in der Erdkruste
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Sauerstoff ist das häufigste Element in der Erdkruste
+ Volumenanteil in der Luft 21 %
+ hoher Anteil in Silicaten, Carbonaten und Oxiden
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Sauerstoff ist das häufigste Element in der Erdkruste
+ Volumenanteil in der Luft 21 %
+ hoher Anteil in Silicaten, Carbonaten und Oxiden
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Schwefel kommt vor
+ gediegen in Lagerstätten
+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie
# Pyrit FeS2
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Schwefel kommt vor
+ gediegen in Lagerstätten
+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie
# Pyrit FeS2
# Zinkblende ZnS
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Schwefel kommt vor
+ gediegen in Lagerstätten
+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie
# Pyrit FeS2
# Zinkblende ZnS
# Bleiglanz PbS
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Schwefel kommt vor
+ gediegen in Lagerstätten
+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie
#
#
#
#
Pyrit FeS2
Zinkblende ZnS
Bleiglanz PbS
Kupferkies CuFeS2
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Schwefel kommt vor
+ gediegen in Lagerstätten
+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie
#
#
#
#
#
Pyrit FeS2
Zinkblende ZnS
Bleiglanz PbS
Kupferkies CuFeS2
Schwerspat BaSO4
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Schwefel kommt vor
+ gediegen in Lagerstätten
+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie
#
#
#
#
#
#
Pyrit FeS2
Zinkblende ZnS
Bleiglanz PbS
Kupferkies CuFeS2
Schwerspat BaSO4
Gips CaSO4  2 H2O
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Vorkommen
- Selen und Tellur kommen vor
+ spurenweise in sulfidischen Erzen
+ in geringer Menge gediegen
gediegenes Selen
Tellurid, TeO2
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Die Elemente
-
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- unter NB ist elementares O2 ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas
- verflüssigt oder in dickeren Schichten ist Sauerstoff hellblau
- bei 0 °C und 1 bar lösen sich 0,049 l O2 in 1 l Wasser
- im O2-Molekül sind die Sauerstoffatome durch eine s- und eine p-
Bindung aneinander gebunden (Bindungslänge 121 pm)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- unter NB ist elementares O2 ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas
- verflüssigt oder in dickeren Schichten ist Sauerstoff hellblau
- bei 0 °C und 1 bar lösen sich 0,049 l O2 in 1 l Wasser
- im O2-Molekül sind die Sauerstoffatome durch eine s- und eine pBindung aneinander gebunden (Bindungslänge 121 pm)
- das stabile O2 - Molekül dissoziiert erst bei hohen Temperaturen
Bei 3000 °C Dissoziationsgrad nur 6 %!
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- Oxidation erfolgt daher meist erst bei hohen Temperaturen; allerdings
erfolgen mit vielen Stoffen langsame Oxidationen
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- Oxidation erfolgt daher meist erst bei hohen Temperaturen; allerdings
erfolgen mit vielen Stoffen langsame Oxidationen
- in reinem Sauerstoff laufen Reaktionen viel schneller ab
z.B.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- Oxidation erfolgt daher meist erst bei hohen Temperaturen; allerdings
erfolgen mit vielen Stoffen langsame Oxidationen
- in reinem Sauerstoff laufen Reaktionen viel schneller ab
Kerze 
 Holz, Fe, S 
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- großtechnische Erzeugung von Sauerstoff durch Luftverflüssigung
(Linde - Verfahren)
Karl von Linde (1842 - 1934)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- großtechnische Erzeugung von Sauerstoff durch Luftverflüssigung
(Linde - Verfahren)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff
- reiner Sauerstoff läßt sich durch
Elektrolyse von Kalilauge erzeugen:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff - Ozon
- die zweite Modifikation des Sauerstoffs ist das gasförmige Ozon O3
- es riecht charakteristisch und besitzt eine blaßblaue Farbe
- Verflüssigung bei -111 °C, Fp. bei -193 °C
- Struktur kein Dreiring, sondern gewinkelt:
Bindungsgrad 1,5
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff - Ozon
- Struktur kein Dreiring, sondern gewinkelt:
- reines Ozon ist eine endotherme Verbindung und, vor allem im
flüssigen Zustand, explosiv!
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff - Ozon
- Ozon kann aufgrund seiner antimikrobiellen Wirkung zur Entkeimung
von Trinkwasser verwendet werden
- Ozon bildet sich bei
+ elektrischen Entladungen
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoff - Ozon
- Ozon kann aufgrund seiner antimikrobiellen Wirkung zur Entkeimung
von Trinkwasser verwendet werden
- Ozon bildet sich bei
+ elektrischen Entladungen
+ Einwirkung von UV - Licht
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- Schwefel besitzt die ausgeprägte Tendenz zur Ketten- oder Ringbildung:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- Schwefel besitzt die ausgeprägte Tendenz zur Ketten- oder Ringbildung:
- bei NB stabil ist der rhombische Schwefel; er ist hellgelb, spröde und
schwerlöslich in Wasser
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- Schwefel kommt in mehreren Modifikationen vor
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- Schwefel kommt in
mehreren
Modifikationen vor
Schwefelmoleküle
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- der (Cycloocta)schwefel ist bei Normaltemperatur nicht sehr
reaktionsfähig:
Reaktion nur mut F und Hg!
- bei erhöhter Temperatur erfogt allerdings Verbindungsbildung mit
vielen Metallen und Nichtmetallen; nicht jedoch mit Au, Pt, Ir, N2, Te,
I und den Edelgasen
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- Wasser und nichtoxidierende Säuren greifen S8 nicht an, jedoch
oxidierende Säuren und Alkalien
- erzeugen läßt sich S8 z. B. bei der Zersetzung von Thiosulfaten mit
Säuren:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- ca. 70 % der Weltproduktion
von Schwefel enstammt
Lagerstätten aus
Elementarschwefel gefördert wird er durch
Schmelzen unter Druck
(Frasch - Verfahren)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
- der Rest wird vorwiegend aus H2S - haltigen Gasen erzeugt
(Claus - Prozeß)
- für die zweite Rkn. sind Katalysatoren (Bauxit, Aktivkohle) erforderl.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
85 % des Schwefels finden in der H2SO4-Produktion Verwendung!
Weitere Anwendungen sind
+ CS2
+ Zündhölzer
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Schwefel
85 % des Schwefels finden in der H2SO4-Produktion Verwendung!
Weitere Anwendungen sind
+ CS2
+ Zündhölzer
+ Feuerwerkskörper
+ Schießpulver

4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Selen, Tellur, Polonium
- Selen kommt in 6 Modifikationen vor ; 3 monokline Mod. sind analog
S8 aus gewellten Se8 - Ringen aufgebaut und besitzen eine rote Farbe
- bei 100 °C erfolgt Umwandlung in das graue Selen, das aus spiraligen
Se - Ketten aufgebaut ist
- das handelsübliche schwarze,
glasige Selen ist amorph
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Selen, Tellur, Polonium
- Selenmodifikationen
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Selen, Tellur, Polonium
- Tellur kristallisiert im gleichen Gitter wie graues Selen
- Graues Selen und Tellur sind Halbleiter, die Leitfähigkeit von Se
ist lichtabhängig
Belichtungsmesser
Bewegungsmelder
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Selen, Tellur, Polonium
- Bei der Kupferraffination sammeln sich im Anodenschlamm Vbdg.
wie Cu2Se, Ag2Se, Au2Se, Cu2Te, Ag2Te und Au2Te an.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Selen, Tellur, Polonium
- Bei der Kupferraffination sammeln sich im Anodenschlamm Vbdg.
wie Cu2Se, Ag2Se, Au2Se, Cu2Te, Ag2Te und Au2Te an.
- Polonium ist bereits ein Metall. Es ist radioaktiv, kommt in der
Pechblende vor und fand technisch nur kurz in der Autozulieferindustrie Verwendung:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
- Verbindungsbildung mit allen Elementen außer mit He, Ne, Ar, Kr
- wichtigste Oxide sind ionisch bis kovalent mit der Oxidationsz. –2
- Bildung des Oxidions ist energieintensiv:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung
- das H2O - Molekül ist gewinkelt; die Bindungen sind polar
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung
- das H2O - Molekül ist gewinkelt; die Bindungen sind polar
- charakteristisches Auftreten von Wasserstoffbrückenbindungen
n

4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung
- das H2O - Molekül ist gewinkelt; die Bindungen sind polar
- charakteristisches Auftreten von Wasserstoffbrückenbindungen
- von Wasser sind 7 kristalline Phasen bekannt, bei NB nur Eis I
- Dichtemaximum bei 4 °C (1,0 g/cm3), Eis bei 0 °C (0,92 g/cm3)
 Anomalie des Wassers
(Gewässer frieren nicht vollständig zu; wichtig für Flora
und Fauna)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung
-Anomalie des Wassers
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung
- das H2O - Molekül ist gewinkelt; die Bindungen sind polar
- charakteristisches Auftreten von Wasserstoffbrückenbindungen
- von Wasser sind 7 kristalline Phasen bekannt, bei NB nur Eis I
- Dichtemaximum bei 4 °C (1,0 g/cm3), Eis bei 0 °C (0,92 g/cm3)
- Wasser ist eine sehr beständige Verbindung (Dissoziation bei
2000 °C nur 2 %!
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
- sirupöse, fast farblose (in dicker Schicht bläuliche) Flüssigkeit
(Fp. –0,4 °C, Kp. 150 °C)
- handelsüblich ist eine 30 %ige Lösung (Perhydrol)
- schwache O-O Bindung
- metastabile Verbindung, die sich, z. T. explosionsartig, zersetzt
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
-wirkt oxidierend
- z.B. SO2 zu SO42-, NO2- zu NO3-, Fe(II) zu Fe(III), Cr(III) zu
Chromat
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
Die Erzeugung erfolgt hauptsächlich
+ durch elektrolytische Oxidation von H2SO4-SO42--Lsg.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
Die Erzeugung erfolgt hauptsächlich
+ durch elektrolytische Oxidation von H2SO4-SO42--Lsg.
+ nach dem Anthrachinon-Verfahren
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
Aufgrund seiner Oxidationswirkung
dient H2O2 als DesinfektionsMittel und als Bleichmittel.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Wasserstoffperoxid H2O2
Aufgrund seiner Oxidationswirkung
dient H2O2 als DesinfektionsMittel und als Bleichmittel.
Perborat NaBO2(OH)2 • 3 H2O ist
Bestandteil von Waschmitteln.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Peroxide
Peroxide enthalten Sauerstoff in der Oxidationszahl –1; sie sind formal
Salze der schwachen zweibasigen Säure H2O2.
Die Hydrolyse von Peroxiden liefert Wasserstoffperoxid:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Peroxide
Bekannt sind Peroxide der Alkalimetalle und von Ca, Sr, Ba.
Mit CO2 entwickeln alle Alkalimetallperoxide Sauerstoff:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Peroxide
Mit CO2 entwickeln alle Alkalimetallperoxide Sauerstoff; technisch
kann so Atemluft regeneriert werden.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffverbindungen
Hyperoxide
K, Rb, Cs verbrennen in O2 zu Verbindungen des Typs MeO2.
Hier ist das Ion O2- enthalten; die Oxidationszahl von O beträgt –1/2.
Weiterhin sind LiO2, NaO2, Ba(O2)2 und Sr(O2)2 bekannt; sie können
nicht aus dén Elementen gewonnen werden.
Die Hyperoxide reagieren heftig mit Wasser:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur
Das stark endotherme Tellan wird durch Zersetzung ionischer Telluride
erzeugt:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur
Im Labor stellt man H2S aus FeS her:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur
H2S, H2Se und H2Te sind farblose, sehr giftige, unangenehm riechende
Gase.
H2S zerfällt bei hoher Temperatur in die Elemente (bei 1000 °C 25 %).
An der Luft verbrennt es unter Bildung von SO2 mit blauer Flamme.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur
H2S, H2Se und H2Te sind farblose, sehr giftige, unangenehm riechende
Gase.
H2S zerfällt bei hoher Temperatur in die Elemente (bei 1000 °C 25 %).
An der Luft verbrennt es unter Bildung von SO2 mit blauer Flamme.
In 1 l Wasser lösen sich bei 20 °C 2,6 l H2S. H2S wirkt reduzierend:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur
H2S, H2Se und H2Te sind schwache zweibasige Säuren:
Analog dem Gang bei den Hydrogenhalogeniden nimmt die Säurestärke
In Richtung Tellurwasserstoff zu.
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sulfide
H2S bildet Hydrogensulfide (HS-) und Sulfide (S2-).
Die Sulfide stark elektropositiver Metalle sind ionisch
(Na2S, K2S, Al2S3).
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sulfide
Die Schwerlöslichkeit der Metallsulfide benutzt man in der analytischen
Chemie zur Trennung von Metallen
Dies alles versetzest Du mutig und keß
mit Salzsäure doppeltnormal,
und duftig entweicht das H2S
hier oben, da ist's ja egal!
Und wenn du filtrierst,
so faßt Du beim Wickel
die schwarzen Sulfide
von Kobalt und Nickel.
http://h2o.htu.tuwien.ac.at/fsch/Fsch05/aetzer/prak.htm
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sulfide
Die Schwerlöslichkeit der Metallsulfide benutzt man in der analytischen
Chemie zur Trennung von Metallen
Schon aus saurer Lösung fallen:
In ammoniakalischer Lösung (Sulfidionenkonzentration größer!) fallen:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels
Als reine Verbindungen isolierbar sind:
+ Schwefelsäure
+ Dischwefelsäure
+ Peroxoschwefelsäure
+ Peroxodischwefelsäure
+ Thioschwefelsäure
Alle anderen S‘säuren sind nur in wäßriger Lösung oder in Form
ihrer Salze bekannt. Mit Ausnahme der Peroxoschwefelsäure sind
alle S‘säuren zweibasig
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure H2SO4
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- eines der wichtigsten großtechnischen Produkte
- Hauptmenge dient zur Düngerherstellung
- Erzeugung fast ausschließlich nach dem
Kontaktverfahren; Hauptreaktion:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- Hauptproblem: Bei hoher Temp. GG-Verschiebung nach links, bei
niedriger Temp. gehemmte Reaktion (Aktivierungsenergie zu hoch!)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- Hauptproblem: Bei hoher Temp. GG-Verschiebung nach links, bei
niedriger Temp. gehemmte Reaktion (Aktivierungsenergie zu hoch!)
- Lösung Katalysator als Sauerstoffüberträger (V2O4/V2O5 auf SiO2)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- Hauptproblem: Bei hoher Temp. GG-Verschiebung nach links, bei
niedriger Temp. gehemmte Reaktion (Aktivierungsenergie zu hoch!)
- Lösung Katalysator als Sauerstoffüberträger (V2O4/V2O5 auf SiO2)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- konz. Schwefelsäure :
+ farblos
+ ölig (Fp. 10 °C, Kp. 280 °C)
+ handelsüblich 98 %ig, bei 338 °C azeotrop siedend
+ mit einem SO3 - Überschuß als „Oleum“ oder
rauchende Schwefelsäure bekannt
+ wird aufgrund ihrer wasserentziehenden Wirkung als
Trocknungsmittel verwendet
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- konz. Schwefelsäure wird
aufgrund ihrer wasserentziehenden
Wirkung als Trocknungsmittel
verwendet
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- konz. Schwefelsäure entzieht das Wasser nicht nur physikalisch,
sondern auch chemisch aus Verbindungen:
Zucker C(H2O)6 + H2SO4 
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- konz. Schwefelsäure entzieht das Wasser nicht nur physikalisch,
sondern auch chemisch aus Verbindungen:
Zucker C(H2O)6 + H2SO4  Kohle (C) und (H2O)

4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- konz. Schwefelsäure entzieht das Wasser nicht nur physikalisch,
sondern auch chemisch aus Verbindungen:
Zucker C(H2O)6 + H2SO4  Kohle (C) und (H2O)


4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- konz. Schwefelsäure ist eine oxidierende Säure:
- heiße, konz. Schwefelsäure löst neben unedlen Metallen z.B.
Kupfer, Silber und Quecksilber
Metall + verd. H2SO4
Mg
Zn
Cu (k. Rkn.)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- heiße, konz. Schwefelsäure löst neben unedlen Metallen z.B.
Kupfer, Silber und Quecksilber
Kupfer + heiße, konz. H2SO4
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- die heftig exotherme Rkn. mit H2O geschieht in zwei Schritten
- es leiten sich
und
+ Hydrogensulfate (mit HSO4-)
+ Sulfate (mit SO42-)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- Lewisformeln
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure
- Peroxoschwefelsäuren
besitzen die Gruppe
Carosche Säure H2SO5
Peroxodischwefelsäure H2S2O8
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schweflige Säure
- gut wasserlöslich (45 l SO2 in 1 l H2O bei 15 °C)
- Lösung reagiert sauer und reduzierend
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schweflige Säure
- gut wasserlöslich (45 l SO2 in 1 l H2O bei 15 °C)
- Lösung reagiert sauer und reduzierend
- es leiten sich zwei Reihen von Salzen ab:
+ Hydrogensulfite HSO3+ Sulfite SO32-
(gut lösl.)
(schwerlöslich)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Thioschwefelsäure H2S2O3
- bei H2SO4 formaler Ersatz eines O- durch ein S-Atom
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Thioschwefelsäure H2S2O3
- bei H2SO4 formaler Ersatz eines O- durch ein S-Atom
- wasserfrei bei -80 °C als farblose, ölige Flüssigkeit isolierbar
z. B. nach :
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Thioschwefelsäure H2S2O3
- bei H2SO4 formaler Ersatz eines O- durch ein S-Atom
- wasserfrei bei -80 °C als farblose, ölige Flüssigkeit isolierbar
z. B. nach :
- bei Erwärmen schon unterhalb 0 °C Zerfall (Rückrkn.)
- in Wasser beständig sind die Salze der T., die Thiosulfate:
Thiosulfatbildung durch Kochen von Sulfiten mit Schwefel
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Sauerstoffsäuren des Schwefels - Thioschwefelsäure H2S2O3
- als „Fixiersalz“ dient Natriumthiosulfat zum Komplexieren von
unbelichtetem Silberhalogenid (das Komplexsalz ist auswaschbar)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur
- Selendioxid entsteht beim Verbrennen von Selen
SeO2
+ O2 
kristallines rotes Selen
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur
- Selendioxid entsteht beim Verbrennen von Selen
- SeO2 ist in der Gasphase monomer; im Kristall polymer
- analog SO3 existiert auch SeO3 als extrem starkes Oxidationsmittel
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur
- SeO2 löst sich in H2O unter Bildung der Selenigen Säure
H2SeO3 (vgl. SO3)
+ kristallin isolierbar!
+ schwächere Säure als H2SO3
- wird von SO2, H2S, HI, Hydrazin zu rotem Selen reduziert:
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur
- Selensäure H2SeO4 aus Oxidation von H2SeO3 mit H2O2, Permang.;
stärker oxidierend als H2SO4; HCl/ H2SeO4 ähnlich Königswasser
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur
- Tellurdioxid kommt als Mineral vor (Tellurit)
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur
- Tellurdioxid kommt als Mineral vor;
es entsteht bei Verbrennung von Te an der Luft
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Halogenverbindungen
-
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Halogenverbindungen
-
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Halogenverbindungen
- SF6 ist ein farb- und geruchloses, ungiftiges Gas (Sblp. -64 °C) und
entsteht aus den Elementen:
- es ist ungewöhnlich reaktionsträge und reagiert trotz linker GG-Lage
bei 500 °C nicht mit Wasserdampf:
+ Grund ist in der sterischen Abschirmung der
oktaedrisch angeordneten Fluoratome zu suchen
4 Nichtmetalle
4.5 Chalkogene
Halogenverbindungen
- SF6 findet Verwendung als gasförmiger Isolator in
Hochspannungsanlagen
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
-
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
 N
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
 N
P 
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
 N
 As
P 
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
 N
 As
Sb 
P 
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
 N
 As
Sb 
P 
Bi
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
-
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Gruppeneigenschaften
-
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Stickstoff ist Hauptbestandteil der Luft (ca. 78,1 %)
- in gebundener Form im Chilesalpeter (NaNO3)
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Bestandteil der Eiweißstoffe
DNS
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Phosphor ist reaktionsfähig; er kommt in der Natur nur in
Verbindungen vor - zumeist als Phosphat
Apatit (Ca[F,Cl,OH]-phosphat)
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Hydroxylapatit Ca5(PO4)2 OH bildet die Knochensubstanz der
Wirbeltiere
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Arsen kommt nur gelegentlich elementar vor
- Arsenide sind die häufigsten Mineralien:
Arsenolith
(Slowakei),
As2O3
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Arsen kommt nur gelegentlich elementar vor
- Arsenide sind die häufigsten Mineralien:
Realgar
As4S4
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Arsen kommt nur gelegentlich elementar vor
- Arsenide sind die häufigsten Mineralien:
Auripigment
As2S3
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Antimon kommt gediegen vor
Finnland
?
Rumänien
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Antimon kommt gediegen vor
- daneben wie Arsen Vorkommen
als Sulfid oder Metallsalz
Antimonit
(Grauspießglanz),
As2S3
Toscana, I
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Bismut (früher Wismut) kommt ebenfalls gediegen, als Sulfid und
als Oxid vor
Bismut,
Bi
Erzgeb., D
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Vorkommen
- Bismut (früher Wismut) kommt ebenfalls gediegen, als Sulfid und
als Oxid vor
Bismutglanz,
Bi2S3
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Die Elemente
-
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Stickstoff
- bei Raumtemperatur ein Gas (Kp. –196 °C, Fp. –210 °C),
flüssiger Stickstoff wird als Kühlmittel verwendet
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Stickstoff
- bei Raumtemperatur ein Gas (Kp. –196 °C, Fp. –210 °C)
- liegt biatomar vor:
- im Molekül eine s, 2 p- Bindungen, daher hohe Bindungs- und
Dissoziationsenergie
- daher chemisch sehr stabil  Verwendung als Inertgas
- technische Darstellung durch fraktionierende Destillation
verflüssigter Luft
300 °C
- chemisch reiner Stickstoff nach 2 NaN3  2 Na + 3 N2
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Phosphor
wurde 1669 von dem
Alchemisten
Henning Brand (1630 - 1710)
entdeckt.
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4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Phosphor
- tritt in mehreren Modifikationen auf (Pweiß, Prot, Pviolett, Pschwarz)
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Phosphor
Weißer Phosphor
- entsteht bei der Kondensation von Phosphordampf
- ist wachsweich, gelblich, Fp. 44 °C, löslich in CS2, nicht in H2O
- ist an Luft selbstentzündlich  Aufbewahrung unter Wasser
- verbrennt zunächst zu P4O6,
dann unter Lichtaussendung
(Chemolumineszens) zu P4O10
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Phosphor
Weißer Phosphor
- entsteht bei der Kondensation von Phosphordampf
- ist wachsweich, gelblich, Fp. 44 °C, löslich in CS2, nicht in H2O
- ist an Luft selbstentzündlich  Aufbewahrung unter Wasser
- verbrennt zunächst zu P4O6, dann unter Lichtaussendung zu P4O10
- besteht aus tetraedrischen P4 - Molekülen
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Phosphor
Roter Phosphor
- ist amorph
- entsteht durch Erhitzen von weißem Phosphor unter Luftausschluß
- ist ungiftig, luftstabil und entzündet sich erst oberhalb 300 °C
+ findet in Reibeflächen für Zündhölzer Verwendung
(der Streichholzkopf enthält
ein Gemisch aus Schwefel oder
Sb2S5 und Kaliumchlorat)
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Phosphor
Darstellung
- aus Calciumphosphat durch Reduktion mit Koks bei 1400 °C im
Lichtbogenofen; der Phosphor entweicht dampfförmig:
2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C 
6 CaSiO3 + 10 CO + P4
90 % des Phosphors wird zu Phosphorsäure H3PO4 verarbeitet.
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4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Arsen
- thermodynamisch stabile Modifikation ist das metallische oder
graue Arsen
- besitzt Schichtstruktur
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Arsen
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Antimon
- graues Antimon ist mit grauem Arsen isotyp
- Kristalle sind glänzend und spröde
- Kristalle sind elektr. leitend
und schmelzen unter
Volumenabnahme
Antimonbarren aus dem
Deutschen Museum, München
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Antimon
- graues Antimon ist mit grauem Arsen isotyp
- Kristalle sind glänzend und spröde
- Kristalle sind elektr. leitend und schmelzen unter Volumenabnahme
- wird aus Grauspießglanz (Sb2S3) nach zwei Verfahren hergestellt
- dient zur Herstellung von Legierungen
(Lagermetalle;
Pb-Sb- Legierungen als Letternmetalle
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Bismut
- metallisches Bismut ist mit grauem Arsen isotyp
- schwach rotstichiges, silberweiß glänzendes, sprödes Metall
- schmilzt wie Ga, Ge, Sb unter Volumenabnahme
- wird aus oxidischen Erzen durch Reduktion mit Kohle hergestellt
4 Nichtmetalle
4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe
Bismut
- dient zur Herstellung von Legierungen
(Woodsches Metall: 50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn, 12,5 % Cd,
Fp. 70 °C) dient zur Herstellung von Schmelzsicherungen oder
von Sprinkleranlagen