Anorganische Chemie (Fach) / Elemente und ihre Eigenschaften (Lektion)

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• Wasserstoff Darstellung: Säure + Metall (Reaktion!, Base+ Halbmetall (Reaktion!), Alkalimetall + Wasser, Wasserdampf und Koks (Reaktion!), Steamreforming (Reaktion!), elektrochemisch (Reaktion!), photochemisch (Reaktion!) Verwendung: NH3 und Methanol und Reduktion von Metalloxiden (edel) D2O im Kernreaktor als Moderator. Magnetische Eigenschaften Kernspin Reaktionen: Dissoziationsenergie, Ionisierungsenergie, Knallgas (Reaktionsmechanismus!), Bindungspolarität und H-Brücken, dichte Anomalie (Phasendiagram), H+ Hydrathülle, Löslichkeit in Metallen (850 ml in 1 cm3 Pd) und damit Speicher, reduziert edle Metalloxide (Reaktion!), unedle Metalle zu Hydraten (Reaktion!), naszierendes H2 (Reaktion!) Struktur: Hexagonal dichteste Packung (ABA) KZ=12, H2 rotiert auf den Gitterplätzen, metallisiert unter hohem Druck
• Alkalimetalle Vorkommen: nicht elementar, Meerwasser und Mineralien Darstellung: Li (Schmelzflusselektrolyse LiCl und KCl 352°C), Na (CaCl2 und NaCl bei 580°C) (Reaktion!), K (Reduktion zu Na/K-Legierung und Destillation bei 754°C, Reduktion mit CaC2 (Reaktion!))  Rb/Cs (Reduktion 500°C (Reaktion!)) M2-Moleküle in der Gasphase, Ionisierungsenergie, Hydratationsenthalpie Struktur: alle kubisch raumzentriert (68%, KZ=14) Valenzband Theorie (Leiterband etc.) Reaktionen: mit Wasser/Methanol (Reaktion!), Absorption von CO2 (Reaktion!), Sauerstoff (Ionenradien) (Reaktion!), Li mit N2 (Reaktion!), Wasserstoff/Halogenen (Reaktion!) Struktur: NaCl-Typ (KZ=6), CsCl-Typ (KZ=8), ZnS-Typ (KZ=4, Diamant-Struktur) Hydratation (Reaktion!) und Verhalten in Lösungen (Kronether)  Chlor-Alkali Elektrolyse (Reaktion!), Natriumcarbonat nach Solrey-Verfahren (Reaktion!) Verwendung: Antidepressiva, Na-Dampflampe, Cs Photozelle        
• Erdalkalimetalle Mineralien und Häufigkeiten Spinell- und Perowskit-Struktur (KZ) (Perowskit, Hochtemperatur Supraleiter) Darstellung: Be (Schmelzflusselektrolyse aus BeCl2 und NaCl, Reduktion (Reaktion!)),            Mg (aus MgCl2 bei 700°C-800°C (Reaktion!), Ca (aus CaCl2 bei 772°C, oder CaF2 bei 780°C    Aluminothermie (Reaktion!)), Sr (aus SrCl2), Ba (Aluminothermie (Reaktion!)) Eigenschaften und Struktur: unedle genug um sich in NH3 zu lösen (Ca-Komplex), MgCO3 (Reaktion!), Querbeziehungen: Be und Al (Passivierung und reagieren mit Luft, amphoter (Reaktion!)), Polymer Hydride, Li und Mg (Reaktion mit N2, mit O2, Zersetzlichkeit von Carbonaten, Metallorganik) Hydride: BeH2 nicht aus Elementen (2D-Polymer) (Reaktion!) alle anderen schon (Reaktion!) Halogenide: Aus Elementen (Reaktion!) aus CaF2 wird HF (Reaktion!) AB2-Kristallgittertyp: Cristobalit, Rutil, Fluorit (Radienverhältniss). BeCl2 hoher kovalenter Charakter (Koordinationspolymer in 2D), Gasphase Dimeres, Über 900°C Monomer. Oxide und Carbonate: Aus Elementen (Reaktion!), BeO in ZnS-Typ, alle anderen in NaCl-Typ. Reaktion Oxide mit CO2 zu Carbonaten. Ionische Carbide (Cx): Acetyllide (C2) (Reaktion! zu Ethin und Anwendung: Acetylen-Brenner) und Struktur, Methanide (C)4- (Beispiele, Hydrolyse zu Methan), Allenide (C3)2- (Beispiele, Hydrolyse zu Allen (C3H4), Kalkstickstoff (Reaktion!).
• Edelgase Vorkommen: Atomar, He und Ne verflüchtigen sich ins Weltall, He aus amerikanischem Erdgas durch fraktionelle Destillation (Linde-Verfahren) Eigenschaften und Struktur: He hat höchste Ionisierungsenergie, Xe ist ungefähr gleich mit H und O, Gasentladelampe (Durch Hochspannung Ionisation), Edelgas-Ionen Anregung (Reaktion!). Monochromatisch, Polychromatisch, diskrete Linienspektren (Energien im Atom, Molekül) Richtlinien und Anwendungen: 1967 Jahr der Xenon-Chemie, erste Verbindung (Reaktion!). XeF2 aus Elementen (Reaktion!), Xe F4 (Reaktion!), XeF6 (Reaktion!), Struktur von XeF2 (VSEPR), exotherme Verbindungen, mit Wasserstoff/Wasser (Reaktion!), XeO3 explosiv (Reaktion!), XeO3 mit Wasser, Xenate und Perxenate (Reaktion!), Tetraoxid und Explosion (Reaktion!), Lewissäuren und Basen (Reaktion!), He2+ und Xe2+(MO-Theorie), XeF2 mit B(C6F5)3 (Reaktion!), mit Gold(III)fluorid (Reaktion!)
• Halogene Vorkommen: Häufigkeit F>Cl>Br>J (hoher Preis), Mineralien (I in Chilesalpeter als NaIO3) Darstellung: F2 aus CaF2 (Reaktion!), elektrochemisch (Reaktion!), Cl2 mit Chlor-Alkalielekrolyse (Reaktion!), im Labor aus HCl (Reaktion!), Br2 durch Oxidation (Reaktion!), Im Labor aus NaBr (Reaktion!), I2 aus Iodsäure (Reaktion!), Oxidation (Reaktion!) Eigenschaften und Struktur: zwei atomige Moleküle, Schichtstruktur von I bei verschiedenen Drücken, Elektronen-Konfiguration und Bindungsordnung, relativ kleine Dissoziationsenergien (Prozente der Halogene in atomarer Form und Grund) Reaktionen und Anwendungen: Reaktivität von der Halogene (Fluoridschicht), Brom am häufigsten verwendet, Reaktion mit Wasserstoff (Reaktion!), Iod-Ionen (Reaktion!), Iod und Antimon/Arsenpentafluorid (Reaktion!), MO-Theorie zu F2+,  Sauerstoffsäuren und Oxide: Landolt Zeitreaktion Stärke Nachweis (Reaktion!), Hypochlorige Säure (HClO) und mit HgO Suspension darstellen und Zersetzung (Reaktion!), Entwässerung (Anhydrid) (Reaktion!), Dichlormonoxid (explosives Gas), Hypochlorite darstellen (Reaktion!), Chlorkalk (Reaktion!), Chloriegesäure Zerfall (Reaktion!), beständigere Chlorite dastellen (Reaktion!) (geruchslose Desinfektionsmittel), ClO2 darstellen (Reaktion!) (gelbes, explosives Gas) (Struktur), Chlorsäure aus Chloraten (Reaktion!), Chlorate aus Hypochlorit (Reaktion!), Perchlorsäure aus Perchloriden (Reaktion!), Perchlorit (ClO4-) aus anodischer Oxidation von Chloraten (Reaktion!), Säurestärken und Begründung (Strukturen und pKs) Chlorperchlorat (Reaktion!), Dichlohexoxid (Reaktion!), Chlorylfluorid (Reaktion!), Chlorylkation (Reaktion!) Sauerstofffluoride: Sauerstoffdifluorid (Reaktion!), Disauerstoffdifluorid aus elektrischer Entladung, Pseudohalogenide (Cyanid, Azid, Cyanat, Isocyanat, Thiocyanat)
• Sc, Y und La Elektronenkonfiguration von Sc [Ar]3d14s2 Häufigkeit: Y>La>Sc Bereich 10-3 Alle in Ox.+3 (+2). Halogenide Sc/Y/LaX3 (Reaktion!), alle Oxide Sc2 /Y2/La2O3 (Reaktion!) Mineralien: Thortveitit (Sc,Y)2[Si2O7], mit schweren Ln Xenotim (Ln,Y)PO4, mit leichten Ln Monazit (Ln,LaTh)[(P,Si)O4] Seltenerdemetalle: ähnliche Ionenradien (enge chemische Beziehung), unedle und Reaktionsfreudig. Geringe Neigung zur Komplexbildung. Scandiumverbindungen ähnlich zu Aluminium. ScF3, Sc2(So4)3, Sc2(C2O4)3 und Sc2(CO3)3 sind in Wasser schwer löslich. ScX3 sind hygroskopisch und leicht löslich. Sc(OH)3 ist eine schwache Base und weniger Amphoter als Al(OH)3(Reaktion!). mit HNO3 und H2SO4 erhält man Sc(NO3)3 und Sc2(SO4)3. Kationsäure (Reaktion!) mit Halogeniden Komplexe [ScF6]3- [ScCl6]3- Darstellung: mit CaF2 (Reaktion!) Verwendung: Sc Legierung als Neutronenfilter, im Magnetspeicher erhöht Rechengeschwindigkeit. Y Rohre für Uranstäbe, Y2O3, Y2O2S, Y3Al5O12 Luminophore, Co-Y Legierung am besten für permanent Magneten. La extraktion ov Plutonium aus geschmolzenen Uran, La2O3 für Spezialgläser  
• Titan Elektronenkonfiguration: Ti [Ar]3d24s2 Häufigkeit: Ti 0,42%>Zr>Hf Oxi. Stufen: +4,+3 und alles bis -2 Mineralien: Ti (Illmenit FeTiO3, Perowskit CaTiO3, Rutil TiO2). Zr (Zirkon ZrSiO4, Zirkonerden ZrO2). Hf nur als Begleiter in Zr Mineralien. Eigenschaften: Stabilität der niedriegen Ox. nimmt innerhalb der Gruppe ab. Ähnlichkeit zu Gruppe 14 Sn(IV) Halogenide und Chalkogene Ti: Ti(II): TiCl2 (schwarz), TiBr2 (schwarz), TiI2 (schwarz), TiO (bronze), TiS (goldbraun). Ti(III): TiF3 (Violett), α-TiCl3 (Violett), TiI3 (Violett), Ti2O3 (schwarz), Ti2S3 (schwarz). Ti(IV): TiF4 (weiß), TiCl4 (farblos), TiBr4 (orang), TiI4 (rotbraun), TiO2 (weiß), TiS2 (bronze). M(IV): Alle Fluoride, Chloride, Bromide, Iodide, Oxide und Sulfide Ti(IV)-Verbindungen: Wichtig! TiO2 (in der Natur als Rutil, Anatas und Brookit) thermisch stabil, Smp: 1855°C, hohe Brechzahl (2,8) hohes Deckvermögen wichtiges Pigment. Rutil-Typ TiO2 KZ= 6:3. TiO2 Herstellung: Sulfat-Verfahren (Reaktion!), Chlorid-Verfahren (Reaktion!) IV-Halogenide: mit Br (Reaktion!), mit I (Reaktion!), mit F (Reaktion!), mit Cl (Reaktion!) III-Verbindungen: Ti2O3 (Reaktion!), TiCl3 (Reaktion!) II-Verbindungen: TiCl2 (Reaktion!), TiO (Reaktion!), TiH2 (Reaktion!) Außerdem TiN, TiC, TiB2 (farben) Hexaaqua-Komplex (Farbe), Ti2+ Ionen spalten Wasser. Ti(SO4)2 (Reaktion!), TiOSO4 (Reaktion!), [Ti(O2)]2+ (Reaktion!) und Farbe Darstellung: Probleme: -mit Kohlenstoff zu Carbid und Nitrid -mit Wasserstoff Ti3O5 bei 900°C -Reduktion mit unedlen Metallen führt zu... Großtechnisch aus TiO2 zu TiCl4 (Reaktion!) anschließend Reduktion und CVT (Skizze) Anwendungen: Eisenbahnräder, bau von Turbinen, Medizin als Nägel, Hartstoff, Malerfarbe
• Sauerstoff Vorkommen: Häufigkeit und Allotrope, O3 Bildung und Zerfall (Reaktion!), FCKW (Reaktion!), in Wasser, Oxide und Carbonate. Darstellung: Fraktionelle Destillation nach Linde Verfahren Eigenschaften und Struktur: Diradikalisches Verhalten, Bindungsordnung, Triplett Sauerstoff (Gesamtspin, Spinmultiplizität), Singulett Sauerstoff (Cl2 in alkalischer H2O2 Lösung (Reaktion!), Ozon Struktur,  Reaktionen und Anwendungen: starkes Ox. Mittel, vielzahl an isolierbaren Verbindungen (Ausnahmen), Reaktionsträgheit (Dissoziationsenergie), flüssig Sauerstoff, H2O, Wasserstoffperoxid nach Anthrachinon-Verfahren (Reaktion!), H2O2 im Labor (Reaktion!), Nachweis als Chromperoxid, H2O2 Zerfall, Fenton Reaktion (Reaktion!) Oxidation: Oxygenylkation (Reaktion!),
• Schwefel Vorkommen: Häufigkeit, Mineralien Schwermetallsulfide (Pyrit FeS2, Zinkblende ZnS, Zinnober HgS) Darstellung: Claus-Verfahren (Reaktion!) Eigenschaften und Struktur: rhombischer α-Schwefel (S8) am stabilsten, monokliner Schwefel β-S8 über 16°C wird umgewandelt, Schmelzpunkt reiner Schwefel (und Erniedrigung), GG in der Gasphase S(n) (n:1-8) S4 rot, kettenförmig, S3 blau gewinkelt wie O3, S2 paramagnetisch wie O2, S-Atomar, S(n)-Ringe 6-20 ohne 8,16,17,19 (Reaktion!) Reaktionen und Anwendungen: bei RT mit F und Hg, mäßig Temp. mit fast allen (außer Au,Pt,Ir,N,Te,I), H2S farbloses übel riechendes Gas (genau wie H2Se und H2Te), ansäuern von Metallsulfiden (Reaktion!),  Polysulfane: Alkalimetallsulfide mit S schmelzen und ansäuern (Reaktion!), Alkalimetallsulfide in Aceton zu Polyschwefelanionen (S2- grün, S3- blau, S4- rot), Lapislazuli,  Schwefel und Chlor zu Polyschwefeldichlor (SCl2 Reaktion!), SCl4 (Reaktion!), Schwefelhexfluorid (Reaktion!), Schwefeltetrafluorid und Reaktion mit Lewissäuren (Reaktion!) Chalkogenoxide: SO2 (Reaktion!), Saurer Regen, !SO3 Herstellung im GG (Kontakt Verfahren)! Daraus Schwefelsäure! (Reaktion!), SO3 in der Gasphase und Struktur,  Schwefeloxohalogenide: Thionylchlorid (Reaktion!), Sulfurylchlorid (Reaktion!), Sauerstoffsäuren: Schwefelsäure! Weltproduktion für Düngemittel, Dissoziation in Wasser (pKs), Erklärung der Säurestärke zu H2SO3, Thioschwefelsäure und Thiosulfate (Reaktion!) und Struktur, Halogenschwefelsäuren (Reaktion!), Schwefel-Stickstoff Verbindungen
• Se, Te, Po Vorkommen: Selenide und Telluride in Sulfidischen Erzen, selten Te in geringen Mengen gediegen, Polonium im Kernreaktor (Reaktion!) Darstellung: Nebenprodukte der großtechnisches Elektrolyse von Kupfer und Nickel (Anodenschlamm)  Eigenschaften und Struktur: Se mehrere Modifikation (Rotes aus 30% Se8 und 70% größeren Ringen) Löslich in CS2 und Nichtleiter, Graues Se (α-Se) aus rotem und schwarzem über 80°C (thermodynamisch stabilste Form, Halbleiter, helikale Struktur, kovalente Vernetung der Spiralenketten (KZ=2+4), Te nur eine Modifikation α-Tellur entspricht α-Se, Polonium mid. zwei α-Po einziges metall mit kubisch primitivem Gitter (KZ=6) Reaktionen und Anwendung: Wasserstoffverbindungen ansäuern von Metallsulfiden (Reaktion!) (siehe H2S), Se und Te Oxide (wie S) (Reaktion!), Orthotellursäure Te(OH)6 (KZ=6) Se zur Halbleiter Herstellung und in Legierungen, Te wenig verwendet (teuer) in Legierungen
• Stickstoff Vorkommen: Massenanteil, Anteil an der Luft, Nitrate in Chilesalpeter Darstellung: Destillation nach Linde-Verfahren, Im Labor (Ammoniak und NO2 erhitzen) Eigenschaften und Struktur: Oxophil, Elektronenkonfiguration, Oxidationszahl, Bindungsordnung, Siedepunkt -196°C Reaktionen und Anwendung: NH3 mit Wasserstoffbrücken, Autoprotolyse (Reaktion!), löst Alkalimetalle zu solvatisierten e- (Reaktion!), basisch in Wasser (Reaktion!), salzartige Nitride für Li, Erdalkali und Lanthanoide, bester Ionenleiter Li3N, Kovalente Nitride mit 3-5 Hauptgruppe (Si3N4, BN Hochleistungskeramik), Metallartige Nitride mit 4-8 Hauptgruppe, Hydrazin N2H4 (N-N Einfachbindung, Zerfall von Hydrazin (Reaktion!), Hydrazin mit Sauerstoff (Reaktion!), Herstellung (Reaktion!), Oxide: stabile Radikale, NO Herstellung (Reduktion von Salpetersäure mit Kupfer (Reaktion!)), NO2 durch thermische Zersetzung von Schwermetallnitraten (Reaktion!), GG mit N2O4 Sauerstoffsäuren: Salpetersäure Darstellung für Düngemittel und Sprengstoff (Reaktion!), Königswasser (Reaktion!), NO2- und NO+ Liganden Stärke, KNO3 Zersetzung (Reaktion!), Stickstoffhalogenide,  
• Phosphor Vorkommen: Massenanteil, als Phosphate (Apatit, Türkis) in der DNA/RNA (Lichttragend)  Darstellung: P4 im Lichtbogen (1500°C) aus Rohphosphat, Sand und Koks (Reaktion!) Eigenschaften und Sturktur: mehrere Modifikationen: weißer Phophor (entsteht bei Kondensation von Phophordampf, wachsweich, weiß bis gelb, Smp. 44°C, löst sich in CS2, Lagerung unter Wasser, selbst entzündlich an der Luft, leuchtet im Dunklen, giftige P4-Moleküle, Struktur von P4, P4O6, und weitere Reaktion zu P4O10 und H3PO4) roter Phophor (entsteht aus weißem Phosphor bei 180°C-400°C ohne Luft, polymer, amorph, Iod beschleunigt die Umwandlung, ungiftig und luftstabil, entzündet sich oberhalb von 300°C, Reibeflächen von Streichholzschachteln) Violetter Phosphor (entsteht durch kristallisation von roten Phosphor bei 550°C in komplexen Schichtstrukturen) Schwarzer Phosphor (thermodynamisch am stabilsten bis 550°C, entsteht aus weißem Phosphor bei 200°C und 12kbar oder 380°C mit Hg als Kat., glänzt metallisch, Verwendung als Halbleiter, reaktionsträge, rhombische Schichtstruktur) Gas besteht aus P-Molekülen Reaktionen und Anwendungen: Hydride Phosphan aus weißem Phosphor (Reaktion!) farbloses, sehr giftiges Gas, Diphosphan farblose, selbstentzündliche Flüssigkeit zersetzt sich zu PH3 Phosphoroxide und Sauerstoffsäuren: P4O6 aus kontrollierter Verbrennung von P4 (Reaktion!) anhydrid der Phosphorigen Säure (Reaktion! mit H2O), H3PO3 zwei Strukturen und pKs, P4O10 aus vollständiger Verbrennung, P4O10 extrem hygroskopisch und anhydrid der Orthophosphorsäure (Reaktion!) pKs, Herstellung aus Ca(PO4)2 und Schwefelsäure, Verwendung als Düngemittel, H3PO2 Phosphinsäure pKs, Bildung von Polyphosphorsäuren (Reaktion! eher Struktur), Salze der Phosphorsäure werden als Waschmittel verwendet Phosphor-Stickstoff Chemie: Phosphorzene mit Ammoniumchlorid zu NPCL2 Ringen und Ketten (Reaktion!) weiter Anwednung: Insektizide, Pharmazeutika, Kampfstoff (Sarin)
• As, Sb, Bi Vorkommen: As: Realgas As4S4, Auripigmente As2S3, Arsenkies, Arsenkupfer, Sb: Metallanitmonide (sulfidische) Antimonglanz, Bi: sulfidische Erze Tellurbismut und Bismutglanz Darstellung: As4: Nebenprodukt bei der Gewinnung von Cu,Pb, Co, Au, thermische Reduktion von AsO3 mit Koks (Reaktion!), für Halbleiterindustrie Reduktion und Destillation (Reaktion!), Sb/Bi: Röstreduktionsverfahren (Reaktion!) Eigenschaften und Struktur: As: graues kristallisiert wie schwarzer Phosphor, As4-Dampf, aus Arsenkies unter Luftauschluss (Reaktion!), gelbes As bei niedrigen Temp., über 270°C schwarzes As amorph wie rotes Phosphor, Sb: graues Antimon und schwarzes (instabil, analog zu rotem Phosphor, darstellung mit seinen verschmelzen (Reaktion!), für Legierungen (Blei und Zinn härten), Bi: nur metallisch wie graues Arsen, Darstellung mit Koks (Reaktion!) Reaktionen und Anwendungen: Hydride nur AsH3 stabil, darstellung mit naszierenden H (Reaktion!) farblos und äußerst giftig, thermische Zersetzung zu Arsen (Arsenspiegelnachweis) weitere Anwednungen: As: Halbleiter, Sb: Legierung, Bi: Medikamente (Peptobismol)
• Kohlenstoff Vorkommen: Biosphere, Atmosphere, Hydrosphere, Lithosphere (Organismen, CO2, Carbonate, fossile Lagerstätte) Darstellung: thermische Zersetzung von Kohle bei 3000°C, Diamanten durch Hochdrucksynthese bei 1500°C und 60kbar (Metalle katalysieren) Eigenschaften und Struktur: Diamant (metastabil) sp3-hybridisierte Wabenförmige Schichtstruktur, Graphit 2D-Graphit (Im Kristall wellenförmige Schichten ohne Vernetzung), Kohlenstoff Nanoröhrchen (sechsgliedrige Ringe in der Fläche und fünfgliedrige in Ecken und Kanten), Fullerene (große Hohlkugelgestalten C70 usw. entstehen beim Verdampfen von Ruß im Lichtbogen unter Schutzgas), Intercalculationsverbindungen (Einschlussverbindungen mit Alkalimetallen farbig mit Kaliumkationen zwischen den Schichten und Elektronen in antibindenen π-Orbitalen, starkes Reduktionsmittel) Reaktionen und Anwendungen: Alkane, Alkene, Alkine (Cyclooligomerisierung von Ethin) Sauerstoffverbindungen: CO (Reaktion!) und im Labor (Reaktion!) verbrennt zu CO2, CO2 (Reaktion!) (Trockeneis, Pflanzen, reduktion durch starke Reduktionsmittel, Boudouard-GG (Reaktion!) Struktur), Kohlenstoffsuboxid (Reaktion!) Kohlensäure und Carbonate: CO2 ist das Anhydrid GG mit H2CO3 (Reaktion!) 99% physikalisch gelöst (zweibasige Säure, Salze heißen Hydrogencarbonate und Carbonate, Disproportionierung im Wasser (Reaktion!) CO2 in Wasser (Reaktion!) und Struktur, Derivate der Kohlensäure (Harnstoff (Reaktion!), Phosgen (Reaktion!), Aceton), protonierte Kohlensäure (Reaktion!) und Struktur, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure (Reaktion!), Eisenoxalat (Reaktion!), Stickstoffverbindungen: HCN (Blausäure) (Reaktion!) und Struktur, Kupfercyanid (Reaktion!), Cyanidlaugerei (Reaktion!), Cyansäure (Reaktion!), Thiocyansäure (Reaktion!)
• Silizium Vorkommen: Zweit häufigstes Element, als Silikate Darstellung: groß technisch (Reaktion!), im Labor (Reaktion!) hoche Reinheit für Halbleiter, Feinreinigung, Bildung, Destillation und Zersetzung von HSiCl3 (Reaktion!) Eigenschaften und Struktur: (mehrere Modifikationen) wichtigste Form α-Si, ab 130kbar β-Si, ab 780kbar Metallisierung Reaktionen und Anwendungen: Silicide: Mg2Si (isolierte Si4- Atome) (Reaktion!), Ringstruktur keine Mehrfachbindungen (Zintl-Phase), Ca-Ionen herauslösen (Reaktion!), höhre Silane (Reaktion!), Siloxen (Reaktion!), Doppelbindungen mit großen organischen Resten, Ox. Stufe 4 und Effekt der inerten Elektronenpaare, SiF4 Übergang von Molekül und Festkörper (Reaktion!) Sauerstoffverbindungen: Kieselsäure und Polykieselsäure Struktur und (Reaktion!), Im Seewasser (Kieselalgen, SiO2 Kreislauf, Kieselgur (zu Dynamit und Zyklon A), Kristallines SiO2 als Quarz, Quarzglas (Färbung), Wasserglas (Reaktion!)
• Vanadium Elektronenkonfiguration [Ar]3d34s2 Häufigkeit: 1,3*10-2 > Nb > Ta Mineralien: Patronit, Vanadinit +5 wichtigste Ox. Stufe. Ähnlichkeit mit Gruppe 5. Ox Stufen können relativ leicht gewechselt werden.  (Reihe und Farben)  V-Verbindungen: Nur VF5, !V2O5! Kontaktverfahren! (Herstellung) (Reaktion! und Ox. Potentiale) IV-Verbindungen: VCl4 und VBr4 aus Elementen, In Säuren, in Basen, mit milden Reduktionsmitteln VO2 V(III)/(II)- Verbindungen: Alle Halogenide, Divanadium(III)oxid (Farbe) (Darstellung), Vanadylkation, Vanadium(II)oxid (Darstellung) Wässrige Chemie: Verschiedene Ionen im basischem und saurem, Kondensationsprodukte (Verwandschaft mit Phosphor) (Reaktion!), Struktur Darstellung: Reduktion (Reaktion!) Verwendung: Vanadiumstahl, Katalyse (Schwefelsäure Darstellung)
• Bor Vorkommen: Nicht Elementar (Reaktionsfähig), Mineralien: Kermit und Borax, relativ selten mit 10ppm in der Erdkruste Mods und chemisches Verhalten: Halbmetall und Halbleiter, löslich in Säuren, keine freien 3+Ionen (Besonders) Metallgitter mit kovalenten Bindungen (hohe Ionisierungsenergie), B12-Ikosaeder, α-rhomboedrisches Bor, β-rhomboedrisches Bor (thermodynamisch stabil, 3-Zentren-Bindung, α-tetragonales Bor, β-tetragonales Bor, Besonders hohe KZ (Struktur der Mehrzentrenbindungen), Sehr hart und halbleitend, reaktionsträge, starkes Reduktionsmittel Darstellung und Verwendung: Reduktion (Reaktion!), thermische Zersetzung von BI3 (Reaktion!), Schmelzflusselektrolyse aus KBF4 Verbindungen und Reaktionen: ähnlich wie Silane, stark polare Bindungen, elektronen mangel Verbindungen (π-Bindungen Sturkutr), Mehrzentrenbindung (Beispiel Diboran Struktur), seltene Doppelbindung/Einzelbindung, Metallboride: sehr hart und temperaturbeständig, ZrB2 und TiB2 (auch Nachteile und technischer Einsatz) Bindungen: Borcarbide (fast so hart wie Diamanten) (Reaktion!), Borane (Nomenklatur und Mesomerie, Diboran (Reaktion!) und Zersetzung, Diboran mit Wasser (Reaktion!), Verbrennung (Reaktion!), Polyborane aus Pyrolyse von MgB2, Boran-Anion (Reaktion!) Sauerstoffverbindungen: Orthoborsäure aus Boranten (Reaktion!), OH- Akzeptor (Lewis-Säure) (Reaktion!), Erhitzen der Borsäure (Reaktion!), Bortrioxid (Struktur), Borate/Perborate: Borax durchs erhitzen vom wasserfreiem Na2B4O7 beim Schweißen und Löten, Perborate in Wasch- und Bleichmitteln (Reaktion!) Halogenverbindungen: B(III)X3 (Form), B(II)X2 (Form), B(I) (BX)n (Form), BF3 Eigenschaften und (Reaktion!), Hydrolyse von BF3 (Reaktion!), BCl3 Eigenschaften und (Reaktion!) außerdem Hydrolyse Stickstoffverbindungen: Ähnlichkeit zu NC Verbindungen, BN Eigenschafte und Anwendung und Herstellung (Reaktion!), Borazin (anorganisches Benzol) Eigenschaften und (Reaktion!) und Mesomerie
• Aluminium Vorkommen: Dritt häufigstes Element und häfigstes Metall der Erdrinde, Mineral Bauxit Chemisches Verhalten: Leichtmetall, Dehnbar (verschiedene Formen), passiviert sich (Eloxal-Verfahren), Ionen in Säuren (Reaktion!) nicht in oxidierenden, Amphoteres Al(OH)3 (Reaktion!), Verbrennung von fein verteilten Al (Reaktion!), Aluminothermie Beispiel Chrom(III)oxid (Reaktion!), Bildungsenthalpie von Al2O3, Thermitschweißen (Reaktion!) Darstellung und Verwendung: Nach Eisen wichtigste Gebrauchsmaterialie, Schmelzflusselektrolyse aus Bauxit (Fe2O3 mit NaOH entfernen (Reaktion!)), verwendung im Fahrzeugbau Verbindungen und Reaktionen: Dimere Halogenide (Struktur), oktaedrische Verbindung (AlF6)3-, Polymere (AlF5)2- und (AlF4)-, Kationsäure in Lösung (Komplex), nur Ox. +3 wichtig Wasserstoffverbindungen: Aluminiumhydride/Alane: Polymerisation zu (AlH3)n Eigenschaften und Struktur und Herstellung (Reaktion!), Hydridoaluminate/Alanate: löslichkeit im organischem, Salzartige (Beispiele), Kovalente (Beispiele), LiAlH4 (Reaktion!) zur Synthese von B2H6 und SiH4 (Reaktion!) Sauerstoffverindungen des Aluminiums: Aluminiumhydroxid stabilste Form γ-Al(OH)3 Herstellung durchs einleiten von CO2 in Aluminatlösung (Reaktion!), Amorphes Al(OH)3 aus Aluminiumsalzen mit NH3 und Lösung in Säuren (Reaktion!) und Basen (Reaktion!), Aluminiumoxid Al2O3 aus Entwässerung von γ-Al(OH)3 (Reaktion!) und seine Eigenschaften und Verwendung, Doppeloxide in Spinell-Struktur mit Al2O3 wie MgAl2O4 der Schmuckstein Halogenverbindungen: AlF3 Herstellung (Reaktion!) und Eigenschaften, Fluoraluminate für Al-Herstellung (Reaktion!),AlCl3 Eigenschaften und Al2Cl6 Moleküle im flüssigen (Struktur) und Herstellung(Reaktion!) und Verwendung, Subhalogenide Al(I)-Halogenide (Reaktion!) alle endotherm Aluminiumsalze: Al2(SO4)3 Herstellung (Reaktion!) und Verwendungen (mehrere), Aluminiumacetat Al(CH3COO)2 (Reaktion!) und Verwendung, Alaune Me(+I)Me(+III)(SO4)2
• Chrom Elektronenkonfiguration: [Ar] 3d54s1  Häufigkeit: 1,2*10-2 Ox. Stufen bis +6 aber +3 am stabilsten, hohe Schmelzpunkte in dieser Gruppe, Metall-Metall Vierfachbindungen in dieser Gruppe Mineralien: Chromeisenstein (Chromit) FeCr2O4, Krokoit (Rotbleierz) PbCrO4 +4 und +5 sind auch bekannt (CrCl4, CrO2, CrF5) jedoch disproportionieren sie zu Cr(III) und Cr(VI) VI-Verbindungen: Nur Oxoverbindungen, Ähnlichkeit zu S(VI), CrO3 Eigenschaften, Struktur von CrO3 mit SO3 vergleichen und (CrO4)2- und (Cr2O7)2-, Peroxid (Nachweis) V-Verbindungen: CrF5 (Farbe und Eigenschaften), Chromate wie Li3CrO4, Halogenidoxide sind Komplexe und stabilsten Cr(V)-Verbindungen IV-Verbindungen: CrO2 (ferromagnetisch und leitend mit Anwendung), CrF4, Peroxoverbindung III-Verbindung: mit meisten Anionen stabile Salze, Alle Halogenide mit CrCl3 am wichtigsten, viele oktaedrische Komplexe, amphoterer Charakter, Cr2O3 Eigenschaften und Verwendung und (Reaktion!) II-Verbindungen: starke Reduktionsmittel, [Cr(H2O)6]2+Ion (Farbe), Alle Dihalogenide und Herstellung Chromat/Dichromat GG, schwerlösliche Chromate mit Ba, Pb, Ag, Kettenstruktur von CrO3, Herstellung CrO3, amphoterer Charakter, Hexaaquachrom(III)-Ion mit Farbe im Sulfat Salz und ist auch ne Kationsäure Cr(II) zwei kernige Komplexe mit Cr-Cr Mehrfachbindungen (Beispiele) und Struktur (So ungefähr) Darstellung: elektrochemische Erzeugung von Überzügen (Reaktion!), Ferrichrom aus Reduktion im Elektroofen (Reaktion!), wichtigste Legierung fürn Korrosionsschutz
• Mangan Elektronenkonfiguration: [Ar]3d54s2 Mineralien: Braunstein, Braunit und Manganit, Manganknollen am Meeresboden Ox. Stufe bis +7, wichtigste +2, +4 und +7mit d5, d3, d0, mit zunehmender Ox. Zahl wächst Tendenz zur Bildung anionischer Komplexe VII-Verbindungen: nur Oxo, wichtigste KMnO4 starkes Oxidationsmittel in OC, MnO7 Eigenschaften aus KMnO4 und konz. Schwefelsäure und löst sich unter Bilduing von HMnO4, Biltze unter Wasser Experminent (Reaktion!) VI-Verbindungen: wenige, Kaliummanganat (Reaktion!), (MnO4)2- und seine Disproportionierung (Reaktion!), V-Verbindungen: Hypomanganat-Ion und seine Dispropotionierung (Reaktion!) IV-Verbindungen: wichtigste MnO2 Herstellung und Löslichkeit in Säuren, MnF4 als einziges Halogenid und seine Zersetzung, beständige Komplex Salze wie K2MnF6, MnO2 mit HCl (Reaktion!) und mit H2SO4 (Reaktion!) III-Verbindungen: Mn2O3 Eigenschaften und Herstellung, MnF3 Eigenschaft und Hydrolyse, MnCl3 zerfällt aber Chlorokomplexe [MnCl5]2- II-Verbindungen: beständigste Stufe, Mn(II)oxid Farbe und löslichkeit und thermische Zersetzung im H2-Strom, MnS Farbe, MnX2 alle Farbe (MnO4)- intensiv violett und tetraedisch, starkes Ox. Mittel und pH-abhängige Redoxreaktionen (Reaktion!), Ox von Mn2+ zu (MnO4)- (Redoxreaktion!), mit H2O2 stufenweise reduziert (Violett zu Grün zu blau zu braun) Mn(III) Hexaauqa-Komplex und Farbe, häufigste KZ=6 Mn(II) Löslichkeiten, Mn(OH)2 Eigenschaften und Herstellung (Reaktion!)
• Eisen Elektronenkofiguration [Ar] 3d64s2 Vorkommen: sehr häufig mit 4,7%, stabilster Kern durch Fusion, Mineralie: Magnetit, Hämatit und Brauneisenstein Ox. Stufen +2 und +3 relativ weich, dehnbag und reaktionsfreudig. 3 Mods (verschiedener Magnetismus), unedel (löst sich in Säuren), rostet and Luft und Wasser (FeO(OH)), in allen Organismen ein essentielles Element Eisen(II)/(III) (d6/d5), Hexaaqua 2+, wenn keine anderen Komplexbildner, Hexaaqua 3+ nur in sehr stark saurer Lösung, GG zwischen Ox. Stufen hängt vom pH-Wert ab (Reaktion!), Zersetzung von Eisenoxalat (Reaktion!), Eisen mit Schwefel (Reaktion!) II-Salze: Magnesiumsalz ähnlich, meist grün mit oktaedrischen Hexaaqua 2+Ionen, Beispiele, III-Salze: Aluminiumsalz ähnlich mit Hexaaqua 3+Ionen und blassrosa bis farblos, Beispiele Hydroxide des Eisens: Fe(OH)2 aus Fe(II)-Lösung mit OH- ohne Sauerstoff und Eigenschaften und Farbe, Fe2O3 aus Fe(III)-Lösung mit OH-  und Farbe, Eisen(III)-oxidhydroxid hat mehrere Mods (Rost ist γ), Oxide des Eisens: Diagramm (Eisen(II)-oxide nur gemeinsam mit Fe(III)), Magnetit mit inverser Spinell-Struktur und Eigenschaften und Löslichkeit und 2 Mods (Temperatur), Verwendung als Pigmente, Ferrite mit Anwendung Halogenverbindungen: Fe(II) alle mit und ohne Wasser, Fe(III) direkte halogenierung zzu wasserfreien (kein FeI3) Darstellung: Reduktion mit Wasserstoff, Pyrolyse von Eisencarbonyl Fe(CO)5, Elektrolyse, Thermische Zersetzung von Eisenoxalat, Aluminothermie Hochofenprozess: Schichten von Koks und Erz, Erzbeimengung, Wind verbrennt Koks für hohe Temperaturen (Reaktion!), Boudouard-GG mit heißem Koks zu CO (abkühlung durch Energieverbrauch im unteren Teil), im unteren Teil hauptsächlich Wustit mit CO zu Eisen reduziert (Reaktion!), CO2 steigt auf und wird wieder mit Koks zu CO für nächste Eisenschicht, Gesamtreaktion (Reaktion!), im oberen Teil ist es nicht mehr so heiß nur noch teil Reduktion zu Magnetit (Reaktion!) und dann zu Eisenoxid (Reaktion!), Skizze, Schmelzpunkterniedrigung durch gelösten Kohlenstoff, Eisen sammelt sich unterhalb Schlacke Stahlerzeugung durch Linz Donawitz-Verfahren: Diagramm Sauerstofflanze, Oxidation von Silizium und Mangan und Phosphor und Kohlenstoff und Schwefel (Reaktion!) Verwendung als Stahl
• Ga,In,Tl Vorkommen: Begleiter in Zinkblende Chemisches Verhalten: Ga: dehnbar und gläzendes Metall, keine Metallstruktur sonder Gitter, Volumenkontraktion beim schmelzen, passiviert sich, löst sich wie Al in nicht oxidierenden Säuren In: sehr weiches und silberweißes glänzendes Metall, beständig an Luft und kochendem Wasser und Alkalien, löst sich in Mineralsäuren Tl: weißglänzend und weich wie Pb und zäh, giftige Verbindungen und güne Flamme. Läuft Grau an an der Luft, TlOH in Wasser, löst sich in H2SO4 und HNO3 Darstellung und Verwendung: Elektrolyse aus ihren Salzen, Ga für Halbleiter, Tl mit Hg in Legierungen Verbindungen und Reaktionen:  Ga(III) sind Al(III) ähnlich, Ga(OH)3 ist amphoter, beim entwässern ergibt sich Ga2O3, mit Alaklimetallen Gallate MeGaO2 und mit Metalloxiden MeGa2O4, flüchtige Halogenide aus dimeren Ga2X6-Molekülen, GaN und GaAs werden als LEDs verwendet, mit Wasserstoff gibts Lithiumgallanat und Galliumallanat, polymeres (GaH3)n In(III) weitgehend wie Ga(III), In(OH)3 amphoter, Analoge Verbindungen (InH3)n, LiInH4, In(AlH4), InF3, In(I) Halogene aus Elementen und InS weinrot Tl(III) sind starke Ox. Mittel, Tl(I) ist beständiger, Ähnlichkeit zu Alkalimetallen (Beispiele) aber auch zu Silberverbindungen (Beispiele), Tl(I) mit inert-pair-effect, TlOh löst sich alkalisch im Wasser, TlCO3 ist das einzige wasserlösliche Schwermetallcarbonat, Halogenide sind wasserlöslich, sonst wie Silber, Tl(III)-Salze wie Tl2(SO4)3 als Rattengift, grüne Flammenfarbe
• Kobalt Elektronenkonfiguration: [Ar]3d74s2 Vorkommen: 2,4*10-3 und Mineralien (mit Arsen: Smaltit, Cobaltit) Ox. Stufen: hauptsächlich +3 und +2 Eigenschaften: Farbe, Metall, Härte, zwei Mods (mit Packung), weniger reaktiv als Eisen, unedel, passiviert sich, essentielles Element Verbindungen des Kobalt: Co(II) stabiler in Salzen und bineren Verbindungen, in wässrigen Lösung Hexaaqua+2 (Farbe), Farbe der hydratisierten Salze mit Beispielen, wenige Co(III)-Salze, enthalten Hexaaqua+3 low spin Komplexe (diamagnetisch) (Farbe), Oxidation von [Co(C2O4)3]4- (Reaktion!) Sauerstoffverbindugen: Co(II)hydroxid uas Salzlösung mit OH- (Farbe) und Löslichkeit zu [Co(OH)4]2- (Farbe), CoO(II) Farbe und Löslichkeit und Herstellung und für Cobaltglas Co(III)oxidhydrat bei Lufteinwirkung im basischem, bei 150°C zu Cobalt(III)-oxidhydroxid Co(II,III)-oxid durch Oxidation von CoO (Reaktion!), Co(NO3)2 mit Al2(SO4)3 zu Cobaltblau (Reaktion!) Halogenverbindungen des Kobalt II-Verbidndungen: alle Halogenide, farbige Feststoffe mit oktaedrischer Koordination von Co(II), Herstellung von CoCl2, CoBr2, CoF2 und CoI2, Aus Cobalt(II)-chloridlösung Kristalle als Feuchtigkeitsindikator, III- nur CoF3 Darstellung von Kobalt: kein Standartverfahren, Auflösen in Schwefelsäure, ausfällen des Eisens, Oxidation mit Hypochlorit zu Co2O3 nH2O, wird zu Co3O4 calciniert und anschließend mit Kohle oder Wasserstoff oder aluminothermisch reduziert Verwendung: für Magnetlegierung 40% Kobalt, auch in Lithium-Ion Akkus

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