Chemie (Fach) / Anorganische Chemie I. Semester (Lektion)

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• Wasserstoffsäuren der Pseudohalogene: HCN (Blausäure) HCN, Blausäure, ist eine nach Bittermandel riechende, sehr giftige Flüssigkeit (Sdp: 26°C). Sie ist eine schwache Säure (pKS=9,21), ihre Salze heißen Cyanide. Darstellung: Durch Zersetzung von Cyaniden durch Säuren:                     NaCN+H+>Na++HCN Das Cyanid-Ion CN- ist ein Pseudohalogenid. Es ist eine starke Lewis-Base und ein guter Komplex-Ligand.
• Wasserstoffsäuren der Pseudohalogene: HOCN (Cyansäure) und HSCN (Rhodanwasserstoffsäure) HOCN (Cyansäure) Von der Cyansäure existiert eine iso-Form, die mit der "Normalform" im Gleichgewicht steht (=Tautomerie) HSCN (Rhodanwasserstoffsäure) Von der Rhodanwasserstoffsäure existiert ebenfalls eine iso-Form, die mit der Thiocyansäure im Gleichgewicht steht (=Tautomerie). Reine HNCS liegt in der iso-Form vor.
• Die Edelgase, 8. HG des PSE, Vorkommen Helium: 0,0005% der Luft, im Weltall 9%He und 90%H                         Isotope He: 42He>99,99%, 32He Neon: 0,0016% der Luft                                                                          Isotope Ne: 2010Ne=90,51%, 2110Ne=0,27%, 2210Ne=9,22% Argon: 0,9% der Luft                                                                               Isotope: 3618Ar=0,34%, 3818Ar=0,06%, 4018Ar=99,6% Krypton: 0,0016% der Luft                                                                       6 Isotope, MZ 78-86, 8336Kr=57% Xenon: 9*10-6% der Luft                                                                          9 Isotope MZ 124-136 13254Xe=26,9% Radon: 6*10-18% der Luft                                                                        32 Isotope MZ 199-226 22286Xe        t1/2=3,825d
• Edelgase: allgemeine Eigenschaften Edelgase sind farb- und geruchlose Gase, einatomig und äußerst reaktionsträge Vorkommen: in der Luft, Helium in Erdgasen und Mineralien, z.B. in Uranerzen, als Zerfallsprodukt radioaktiver Prozesse (Alpha-Teilchen) Gewinnung: Helium aus Erdgasen, alle anderen Edelgase aus der Luft
• Edelgase: Verbindungen Im Jahr 1962 wurden erstmals Edelgasverbindungen beschrieben (Neill Bartlett). Es existieren Verbindungen der Edelagse Kr, Xe, Rn (Xe hat eine vergleichsweise umfangreiche Chemie). Es sind vor allem Fluoride und Oxide bekannt: OZ +2: KrF2, XeF2, RnF2 +4: XeF4,XeOF2 +6: XeF6, XeO3, XeO2F2 +8: XeO4
• Edelgase: Verwendung Verwendung der edelgase in Glühlampen:                                             Langmuir, 1923: Die Lichtausbeute einer Metallfadenlampe (Wolfram) wird in Gasatmosphäre im Vergleich zum Vakuum gesteigert. Ar-, Kr- oder Xe-Atmosphäre ist hierfür besonders gut geeignet. Helium: - Luftschiffe                                                                                - Ersatz von N2 durch He in Tauchergas vermeidet die Taucherkrankheit                                                                                    - Trägergas in der Gaschromatographie (GC)                                       - Asthma-Therapie                                                                                  - Schutzgas zum Schweißen und in der Chemie (He, Ar)                       - flüssiges Helium zur Kühlung supraleitender Magnete großer Teilchenbeschleuniger und von Kernspintomographen Radon: - Alpha-Strahler                                                                           - entsteht beim radioaktiven Zerfall aus Radium: 22688Ra>22286Rn+42He                                                                           - nach Plutonium das seltenste Element                                                - wurde früher zur Krebsbehandlung eingesetzt
• Nebengruppenelemente: allgemeine Eigenschaften - Alle Nebengruppenelemente sind Metalle - die meisten sind gute Komplexbildner - meist sind mehrere Oxidationsstufen möglich. Im Unterschied zu den HG-Elementen nimmt die Stabiltät der höchsten Oxidationsstufen von oben nach unten zu - Die d-Elektronen der zweitäußersten Schale sind häufig an der Bildung von Verbindungen beteiligt - Halb- und vollbesetzte d-Unterschalen sind besonders stabil (d5, d10), deshalb sind manchmal abnormale Elektronenkonfigurationen möglich:  Cr: 3s2p6d54s1                     Cu: 3s2p6d104s1
• Nebengruppenelemente: Funktionen im Körper - Stabilisierung von strukturen, z.B. Tertiärstruktur von Proteinen (3D-Faltung von Proteinen) durch Komplexbildung - Katalyse von Reaktionen, z.B. durch zinkhaltige Enzyme: Carboanhydrase, Alkoholdehydrogenase, alkalische Phosphatase - Redoxreaktionen: Fe2+/Fe3+ in Cytochromen, Hämoglobin                      Cu+/Cu2+, MoXanthinoxidase - Transport von Elektronen
• innere und äußere NG-Elemente - äußere Übergangselemente: Ausbau der zweitäußersten Elektronenschale mit 10d-Elektronen (von 8 auf 18 Valenzelektronen) - innere Übergangselemente: Ausbau der noch nicht gesättigten drittäußersten (4. und 5.) Schale durch 14 f-Elektronen (von 18 auf 32 Valenzelektronen) - Lanthanoide: "4f-Metalle", Elektronenkonfiguration: [Xe]6s24fn - Actinoide: "5f-Metalle", Elektronenkonfiguration: [Rn]7s25fn
• 1. NG des PSE: Kupfergruppe (Cu, Ag, Au) - Cu, Ag, Au "Münzmetalle", dienten wegen ihrer Beständigkeit immer schon dem Herstellen von Münzen - ihre Verbreitung in der Erdrinde nimmt von oben nach unten ab - Der "edle" Charakter nimmt von oben nach unten zu. Das einsame Außenelektron ist bei Münzmetallen viel fester gebunden als bei Alkali-Metallen:   K:[Ar]4s1                Cu:[Ar]4s13d10 - Wertigkeit: 1-, 2- oder 3-wertig - bevorzugte Oxidationsstufen: Cu +2, +1                                                   Ag +2, +1, selten +3 und +4                                                                       Au +3, (+1), selten +4 und +5
• 1. NG des PSE: allgemeine Eigenschaften - hohe Schmelzpunkte - edler Charakter, positive Normalpotentiale - u.a. gediegenes Vorkommen in der Natur - kleine Atom- und Ionenradien - relativ hoher kovalenter Charakter der Verbindungen (Schwerlöslichkeit) - gutes Komplexbildungsvermögen:                                                            Cu+, Ag+, Au+: lineare Komplexe (KZ: 2)                                                    Cu2+, Au3+: quadratisch-planare Komplexe (KZ: 4)
• 1. NG des PSE: Kupfer Kupfer: "Halbedelmetall" Vorkommen: gediegen und gebunden in Oxiden, Sulfiden, Chloriden und Carbonaten: CuS = Kupferglanz            Cu2O = Cuprit                    Cu2(OH)2(CO3) = CuCO3*Cu(OH)2 Malachit Isotope: 6329Cu=69,17%                   6529Cu=30,83% Eigenschaften: - hellrotes, rel. weiches, zähes, dehnbares Metall          - sehr hohe Leitfähigkeit                                                                         - langsame Oxidation an der Luft zu Cu2O (rötliche Farbe); die typische Patina entsteht durch basische Mischsalze, die eine Schutzschicht ausbilden: CuCO3*Cu(OH)2 Verwendung: - in Legierungen mit Zn, Sn, Al, Ni (z.B. Messing)             - für elektrische Leitungen                                                                       - wegen leichter Polier- und Gravierarbeiten in der Drucktechnik für Kupferstiche
• Kupfer: pharmazeutische Bedeutung Physiologie: - essentiell für Pflanzen und Tiere                                          - tägl. Bedarf des Menschen 2-5mg pharmakologische Wirkung von Kupfer: - Bakterizid, Eiweiß fällend          - emetisch (löst Erbrechen aus) CuSO4*5H2O Kupfervitriol zum Auslösen von Erbrechen bei Vergiftungen: 0,25-0,5g in Wasser                               - etwa 10-20g CuSO4 p.o. sind tödlich Cu-Salze organischer Verbindungen zur Ungezieferbekämpfung: Cuprex=0,02%ige Cu-oleat-Lösung
• 1. NG des PSE: Silber - allgemeine Eigenschaften argentum (lat.)=Silber; "Argentinien"=benannt nach den Silberfunden in Südamerika Vorkommen: gediegen und als AgS (Silberglanz, Argentit) Isotope: 10747Ag=51,83%               10947Ag=48,17% Eigenschaften: - edles Metall (E°=+0,8V)                                                  - weiß glänzend                                                                                          - Smp: 961°C                                                                                              - sehr hohe elektrische und Wärmeleitfähigkeit                                          - weich, dehnbar
• 1. NG des PSE: Silber - Verwendung Schmuck und Münzen, meist als Ag-Cu-Legierung, da Ag allein zu weich ist. Angabe des Silbergehalts Feingehalt erfolgt bezogen auf 1000 Teile: "echt Silber" mind. 800 Feingehalt (80%)                                                    "Sterling Silber" mind. 925 Feingehalt (92,5%) Das schwarze Anlaufen des Silbers beruht auf Reaktion mit H2S, bzw. O2 aus der Luft zu Ag2S, bzw. Ag2O:                                                          2Ag+1/2O2>Ag2O            bzw. 4Ag+2H2S+O2>2Ag2S+2H2O                         - Silberputztuch: mechanische Reinigung durch Abrieb                             - Hausmittel: Alufolie, Kochsalzlösung (Elektrolyt), Silberteile einlegen: Redoxreaktion:                                                                                            Al>Al3++3e-                                                                                                 3Ag++3e->3Ag
• Silber: pharmazeutische Bedeutung pharmakologische Wirkung: - Eiweiß fällend                                              - adstringierend, bakterizid (bereits in sehr geringen Dosen)                    - in höheren Dosen ätzend Anwendung AgNO3:                                                                                    - AgNO3-Stifte zur Warzenbehandlung                                                      - sehr niedrige Ag-Konzentration zur Entkeimung von Trinkwasser            - früher (vor Entdeckung der Antibiotika):                                                   > kolloidale Lösung metallischen Silbers zur Behandlung der Gonnorhoe > Bellorrhöe-Prophylaxe bei Neugeborenen (Vorbeugung einer Gonokokken-Infektion der Augen mit einer 1%igen AgNO3-Lösung)
• 1. NG des PSE: Gold - allgemeine Eigenschaften aurum (lat.)=Gold Vorkommen: vor allem gediegen Isotope: 19779Au ist das einzige Isotop Eigenschaften: edles Metall (E°(Au/Au3+)=+1,5V)                                      - rötlich-gelbes, weiches Metall                                                                   - Smp: >1000°C                                                                                          - sehr gut dehn- und walzbar (Blattgold)                                                    - schlechtere Leitfähigkeit als Silber                                                           - Die Härte des Goldes wird durch die Legierung mit Kupfer gesteigert
• 1. NG des PSE: Gold - Verwendung - Schmuck und Münzen, meist Legierungen mit Silber und Kupfer         - Der Gehalt wurde früher in Karat angegeben:                                      24 Kt=100% Au, Feingehalt: 1000                                                          18 Kt=75% Au, Feingehalt=750                                                              - Weißgold: Legierungen mit Cu, Ni und Ag                                           - in Zahnfüllungen pharmakologische Wirkung: - bakterizid                                                 - Gold-Verbindungen werden seit 1920 als Arzneistoffe eingesetzt, zunächst gegen Tuberkulose, später gegen Rheuma als sog. "Basistherapeutika": Au(I)-Komplexe werden zur Therapie von Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises verwendet                 - Wirkungsmechanismus nicht genau bekannt, hemmt offensichtlich die Leukozytenbildung und damit die zelluläre Immunabwehr                > Gold bindet an Thiolgruppen im Körper, Effekte sind erst nach Langzeittherapie zu beobachten. Das Gold wird nur langsam aus dem Körper ausgeschieden.
• 2. NG des PSE: Zinkgruppe (Zn, Cd, Hg) - allgemeine Eigenschaften - Zinkgruppe=Metametalle wegen der relativ niedrigen Leitfähigkeit unter den Metallen                                                                                 - Zink: 300 mal häufiger als Cd und Hg                                                   - Cadmium: Zn und Cd haben recht ähnliche Eigenschaften                  - Quecksilber: Hg unterscheidet sich von beiden                                    - Elektronenkonfiguration s2 analog der Erdalkalimetalle                       Ca: [Ar]4s2                   Zn: [Ar] 4s23d10                                                   - viel festere Bindung der äußeren Elektronen wegen der größeren Kernladungszahl (mehr Protonen) und geringere Abschirmung:             > kleinere Atomradien           > höhere Ionisierungspotentiale                > edler als Erdalkalimetalle, aber weniger edel als Cu-Gruppe              > rel. niedrige Smp (Hg ist flüssig)                                                         - durch die abgeschlossene Elektronenschale erfolgt keine Beteiligung der d-Elektronen an der chemischen Bindung.                   - Max. Oxidationsstufe: +2                                                                      - Toxizität nimmt von oben nach unten zu                                               - Komplexbildungstendenz nimmt von oben nach unten zu                    - der kovalente Anteil an Bindungen nimmt von oben nach unten zu     - der edle Charakter nimmt von oben nach unten zu
• 2. NG des PSE: Zink - allgemeine Eigenschaften Vorkommen: nur in Verbindungen: ZnS Zinkblende, ZnCO3 Zinkspat Isotope: mehrere natürliche Isotope, Hauptisotop: 6430Zn=49%     Eigenschaften: - bläulich-weißes Metall                                                     - Smp: 419°C, Sdp: 910°C                                                                          - an der Luft beständig, da es sich mit einer ZnO, bzw. ZnCO3-Schutzschicht überzieht Verwendung: Dächer, Verzinkung von Eisenblechen Messing: Zn-Cu-Legierung
• 2. NG des PSE: Zink - Physiologie und pharmazeutische Verwendung Physiologie: - essentiell für Mensch und Tier                                        - Zn ist nach Fe das biochemisch wichtigste Metall: zinkhaltige Proteine                                                                                                   - wichtig für bestimmte Enzyme, z.B. Alkoholdehydrogenase                 - viele Nahrungsmittel enthalten Zink, deswegen beobachtet man selten Zink-Mangelerscheinungen. Es wird i.d.R. mehr Zink als benötigt aufgenommen, der Überschuss wird wieder ausgeschieden.   - geringe Toxizität Pharmakologische Wirkung:                                                                   - adstringierend, antiseptisch                                                                 - Anwendung zur Förderung der Wundheilung                                       - ZnO in Salben, Pasten, Pudern, praktisch unlöslich in Wasser, Zusatz zu Sonnenschutzsalben (starke UV-Adsorption)                          - ZnCl2                                                                                                    - ZnSO4*7H2O löslich in Wasser, bakterizid, Anwendung in der Augenheilkunde (0,2-0,5%ige Lösung) als Augenwasser bei Bindehautentzündung
• 2. NG des PSE: Cadmium Vorkommen: nur in Verbindungen: CdS Cadmiumblende Isotope: 8 natürliche Isotope, Hauptisotop: 11448Cd=28,72% Eigenschaften: - silberweißes, weiches Metall                                            - Smp: 321°C, Sdp: 767°C                                                                          - leicht löslich in oxidierenden Säuren akute Toxizität: bereits in mg-Dosen toxisch (50mg bereits letal), Blockade von Enzymen (v.a. Phosphatasen) chronische Vergiftung: Gelbfärbung der Zahnhälse (CdS); Neuralgien, Schmerzen an der Wirbelsäule
• 2. NG des PSE: Quecksilber - allgemeine Eigenschaften Hydrargyrum (gr.)=Wassersilber, flüssiges Silber                                      Mercury, Mercure (engl./franz.) von Merkur (Handelsgott) Vorkommen: in Verbindungen: HgS Zinnober, selten gediegen Isotope: 7 natürliche Isotope, Hauptisotop: 20280Hg=29,6% Eigenschaften: - seltenes Element (Häufigkeit wie Iod und Thallium)         - das einzige bei RT flüssige Metall: Smp: -39°C, Sdp: 357°C                   - hohe Dichte: 13,55g/ml                                                                             - Oxidationsstufen: +1, +2
• 2. NG des PSE: Hg - Verbindungen Verbindungen kommen in Oxidationsstufen +1 und +2 vor:                       - HgCl2 monomolekular, "Sublimat", weiß, recht gut wasserlöslich             HgCl2+Hg>Hg2Cl2 Komproportionierung                                                    - Hg2Cl2 bimolekular, "Kalomel", weiß, wasserunlöslich (AgCl)                  - Hg2Cl2+2NH3>Hg+[Hg(NH2)]Cl+NH4Cl Disproportionierung                  - übergießt man Kalomel ("schön schwarz") mit NH3, so färbt es sich schwarz durch die Quecksilberbildung                                                        - [Hg(NH2)]Cl "Präzipitat", weiß, schwerlöslich Quecksilberkomplexe:                                                                                 - KOZ 2 linear [Hg(NH3)2]2+ Quecksilberdiamminkomplex                          - KOZ 4 tetraedrisch                                                                                    - KOZ 6 octaedrisch
• 2. NG des PSE: Quecksilber - Toxizität - metallisches Hg wird gut durch die Haut resorbiert                                 - Hg-Dämpfe sind sehr giftig:                                                                      Hemmung von Enzymenn durch Blockade von H-S-Gruppen, Reaktion mit der DNA, Vernetzung, Einzelstrangabbrüche                                        Bildung von Organo-Hg-Verbindungen, diese sind noch toxischer als anorganische Hg-Verbindungen                                                                  - mancherorts relativ hohe Umweltbelastung durch z.B. Industrieabfälle    - chronische Vergiftungen durch Akkumulation im Körper                           > Symptome: Zahnfleischbluten, Gedächtnisschwäche, Schädigung des Nervensystems
• 2. NG des PSE: Quecksilber: Verwendung Technik: - Hg für Manometer, Barometer, Thermometer - Quecksilberlampen: Anregung von Hg-Dampf durch elektrischen Strom, intensives Leuchten und Ausstrahlen von UV-Licht: "Höhensonne" pharmazeutische Verwendung: - historisch: "graue Salbe" enthielt feinstverteiltes Hg°, Anwendung bei Hauterkrankungen                                                                                      "gelbe Salbe" enthielt HgO, bei Entzündungen der Augenlider               Quecksilberpräzipitat-Salbe ([Hg(NH2)]Cl): Anwendung in der Augenheilkunde                                                                Kalomel(Hg2Cl2) Abführmittel                                                    Sublimat (HgCl2) äußerst toxisch, 0,2-0,4g letal, fungizid (Konservierung von Holz), bakterizid (Desinfektion von Wunden)         Verwendung als Schädlingsbekämpfungsmittel heute: organische Hg-Verbindungen werden als Desinfektions- und Konservierungsmittel verwendet, z.B. Mercuchrom
• Quecksilber: Amalgam Viele Metalle lösen sich in Hg unter Bildung von Legierungen. Diese werden als Amalgame bezeichnet. in der Zahntechnik: - Silberamalgame: erhärtet nach einiger Zeit, nur noch eingeschränkt verwendet - Kupferamalgame: nicht mehr verwendet, da sie mit der Zeit Hg freisetzen Labor: Zn- und Na-Amalgame finden im Labor als Reduktionsmittel Verwendung
• 3., 4. und 5. NG des PSE: allgemeine Eigenschaften 3. NG: Sc, Y, La, Ac                                                                                Oxidationszahlen: +3                                                                               Elektronenkonfiguration: d1s2 4. NG: Ti, Zr, Hf, Rf                                                                                 Oxidationszahlen: (+3)/+4, (+3)/+4, +4, +4                                            Elektronenkonfiguration: d2s2 5. NG: V, Nb, Ta, Db                                                                               Oxidationszahlen: +4/+5, (+3)/+5, +5, +5                                                Elektronenkonfiguration: d3s2, bzw. Nb: d4s1 Nebengruppenregel: Mit steigender Ordnungszahl nimmt die Beständigeit der niedrigen Oxidationsstufen ab, der basische Charakter der Hydroxide zu. Titan gehört zu den 10 häufigsten Elementen (TiO2) Vanadium ist ein Spurenelement
• 3. NG des PSE: Scandium Scandium von Skandinavien (von einem Schweden, Lars Frederic Nilson) entdeckt Vorkommen: als Oxid Sc2O3 und als Silicat Eigenschaften: silberweißes Metall, ähnliche Eigenschaften wie Al keinerlei pharmazeutische Bedeutung
• 3. NG des PSE: Yttrium Yttrium bei Ytterby in Schweden entdeckt - das häufigste Element der Gruppe - Vorkommen: v.a. in Silikaten - Eigenschaften: silberweißes Metall - Verwendung: Reaktortechnik (Rohre für Brennstäbe); Farbfernseher Yttriumvabadat als Farbkörper mit roter Fluoreszenz; Y-Co-Legierungen für Permanentmagnete
• 3. NG des PSE: Yttrium Yttrium bei Ytterby in Schweden entdeckt - das häufigste Element der Gruppe - Vorkommen: v.a. in Silikaten - Eigenschaften: silberweißes Metall - Verwendung: > Reaktortechnik (Rohre für Brennstäbe) > Farbfernseher: Yttriumvanadat als Farbkörper mit roter Fluoreszenz > Y-Co-Legierungen für Permanentmagnete
• 3. NG des PSE: Lanthan Lanthan Vorkommen: v.a. in Silikaten - Isotope: 13957La=99,9%           13857La=0,1%, radioaktiv - Eigenschaften: > silberweißes Metall > unedler als Sc und Y > La(NO3)3: Reagenz zum Nachweis von Essigsäure/Acetat:                    La(NO3)3+CH3COO-+2H2O>[La(CH3COO)(OH)2]+2HNO3+NO3-
• 3. NG des PSE: Lanthanoide Lanthanoide (Lanthanähnliche, seltene Erden) Auffüllen des 4f-Niveaus: Ausbau der drittäußersten Schale auf maximal 18 Elektronen, Unterschiede bestehen also nur in der drittäußersten Schale. Alle Lanthanoide sind sich sehr ähnlich. Hauptoxidationsstufe: +3 Lanthanoiden-Kontraktion: Die zunehmende Kernladung bewirkt eine festere Bindung der Elektronenschalen: > Ionenradius nimmt mit steigender Ordnungszahl innerhalb der Periode ab
• 3. NG des PSE: Actinium Actinium ist ein Zerfallsprodukt des Urans Gammastrahler (elektromagnetische Strahlung) Vorkommen: in Uranerzen, wie z.B. Pechblende 24 verschiedene Isotope MZ 209-232 Halbwertszeit: 8ns bis 22 Jahre
• 4. NG des PSE: Titangruppe (Ti, Zr, Hf, Rf) Ti: Oxidationsstufen (+3)/+4, Element am häufigsten in dieser Gruppe Zr: Oxidationsstufen: (+3)/+4, ähnlich wie Hf Hf: Oxidationsstufe: +4, ähnlich wie Zr Rf: Oxidationsstufe: +4, wird im Labor künstlich hergestellt Elektronenkonfiguration: d2s2 Eigenschaften: - hochschmelzende Metalle - unedler Charakter nimmt von oben nach unten zu - wenig reaktiv bei RT durch Passivierung - meist 4-wertig in Verbindungen (seltener 2-3-wertig)
• 4. NG des PSE: Titan Titan ist relativ weit verbreitet, 0,41Gewichtsprozent der Erdrinde (10.häufigstes Element) Vorkommen: sehr verteilt, immer nur in geringen Konzentrationen         Gewinnung und Anreicherung ist schwierig                                            v.a. als TiO2 und in Silikaten Isotope: 5 verschiedene Isotope 4822Ti=73,8% Eigenschaften: silberweißes Metall                                                         - gute elektrische Leitfähigkeit                                                                 - stabil, leicht hoher Smp: 1680°C                                                           - Korrosionsbeständig durch Passivierung (Oxidschutzschicht) Anwendung: guter Werkstoff, jedoch recht teuer                                    - Titanstahl: besonders beständig, Flugzeuge, Turbinen, Schiffe, Raketen, Kochtöpfe, medizinische Implantate, Knochen- und Zahnersatz                                                                                              - TiO2: als weißes Pigment für Porzellan (schwach gelbliche Farbe), in Lichtschutzsalben (UV-Absorption)                                                         - pharmazeutische Nachweisreaktion für TiO2:                                     TiO2+H2O2+H2SO4>(TiO2)SO4+2H2O (Peroxytitanylsulfat, orangerot)
• 4. NG des PSE: Zirkonium Vorkommen: ZrSiO4=Zirkon, ZrO2=Zirkonerde Isotope: 5 verschiedene Isotope  9040Zr=51,45% Eigenschaften: weiches, korrosionsbeständiges Metall, stabil, leicht hoher Smp: >2000°C Anwendung: Stahllegierungen zum Bau von Reaktoren,                            ZrOCl2 in der Analytik
• 4. NG des PSE: Hafnium Hafnium-Vorkommen: in Zr-haltigem Gestein                                             Hafnium wurde erst rel. spät entdeckt (1923), da es natürlich nur mit Zr auftritt und diesem chemisch recht ähnlich ist Isotope: 6 verschiedene Isotope      18072Hf=35,2% Eigenschaften: hochglänzendes, schmiedbares Metall, stabil, leicht hoher Smp: >2000°C Anwendung: in Kontrollstäben von Reaktoren
• 5. NG des PSE: Vanadiumgruppe (V, Nb, Ta) V: Oxidationsstufen: +4/+5 Nb: Oxidationsstufen: (+3)/+5 Ta: Oxidationsstufen: +5 Elektronenkonfiguration: d3s2 Eigenschaften: hoch schmelzende Schwermetalle Nb und Ta haben keinerlei physiologische oder pharmazeutische Bedeutung. Beide kommen in verschiedenen Isotopen vor, die z.T radioaktiv sind
• 5. NG des PSE: Vanadium Isotope: 5023V=0,25%          5123V=99,75% Eigenschaften: - stahlgraues Metall - Smp: 1919°C - ähnliche Eigenschaften wie Titan - Passivierung durch Oxidschicht - Spurenelement Anwendung: Vanadiumstahl (harter, schlagfester Spezialstahl)
• 6. NG des PSE: Chromgruppe (Cr, Mo, W) Cr: Oxidationsstufen: (+1, +2, +4, +5), +3, +6 Mo: Oxidationsstufen: (+2, +3, +4, +5), +6 W: Oxidationsstufen: (+2, +4), +6 Elektronenkonfiguration: d5s1, bzw. W: d4s2 Eigenschaften: - Chromverbindungen sind sehr toxisch                             - Molybdän-Verbindungen sind relativ untoxisch                                         - Molybdän ist Bestandteil einiger Enzyme, z.B. Xanthoginase                  > Spurenelement                                                                                        - Wolfram-Verbindungen werden nicht aus dem Magen-Darm-Trakt resorbiert, sie sind daher untoxisch
• 6. NG des PSE: Chrom "chroma" (gr.)=Farbe Chrom bildet farbige Verbindungen Isotope: 5024Cr=4,35%, 5224Cr=83,79%, 5324Cr=9,5%, 5424=2,36% Vorkommen: FeCr2O4 Chromeisenstein (Spinell) Eigenschaften: zähes, dehnbares Metall                                                    - Smp: ca. 1900°C                                                                                       - oxidiert nicht an der Luft und in Wasser                                                  > Verchromen anderer Metalle als Oxidationsschutz (Rostschutz)
• 6. NG des PSE: Chrom - Verbindungen CrO2Cl2 Chromylchlorid CrO3 Chrom(VI)oxid: starkes Oxidationsmittel K2Cr2O7 Kaliumdichromat: orangerot, Oxidationsmittel K2CrO4 Kaliumchromat: gelb, Oxidationsmittal Chrom(VI)-Verbindungen sind starke Oxidationsmittel, sie werden zu Cr(III)-Verbindungen reduziert: CrO42-+8H++3e->Cr3++4H2O
• Chrom: Toxizität Chrom-Verbindungen sind relati toxisch Chromate:                                                                                               bei häufigem Kontakt können sich Ekzeme und Geschwüre bilden           CrO3 1-2g p.o. letal, K2Cr2O7 1-5g p.o. letal                                              chronische Schäden nach Inhalation > Bildung von Lungen-Karzinomen
• 6. NG des PSE: Molybdän "molybdos" (gr.)=Blei Das Wort "molybdos" wurde nicht nur für Blei, sondern auch für seine Erze wie Bleiglanz und auch ähnlich aussehende Erze wie Molybdänglanz MoS2 verwendet. Im Elementnamen Molybdän ist diese Bezeichnung erhalten geblieben, obwohl Pb und Mo wenig gemein haben. Isotope: insgesamt 7 Isotope (Mz: 92-100) 9642Mo=16,68% Vorkommen: MoS2 Molybdänglanz Eigenschaften:                                                                            zinnweißes, hartes, sprödes Metall, in reinem Zustand dehnbar            Smp: 2620°C Verwendung: Herstellung legierter Stähle, Elektroindustrie pharmazeutische Bedeutung: Spurenelement                                        Ammoniummolybdat-Lösung ist ein Reagenz zum Nachweis von Phosphat
• 6. NG des PSE: Säure-Base-Eigenschaften der Hydroxoverbindungen OZ: +3: amphoter: Cr(OH)3, Mo(OH)3W(OH)3 OZ: +6: sauer: H2CrO4, H2MoO4, H2WO4 Das Kondensationsbestreben der Element-Sauerstoffsäuren wächst innerhalb der Gruppe von oben nach unten. Z.B. Bildung von Polymolybdaten: 3MoO42-+4H+>Mo3O102-+2H2O (Kondensation)
• 6. NG des PSE: Wolfram Isotope: insgesamt 5 Isotope   18474W=30,7% Vorkommen: FeWO4*MnWO4 Wolframit Eigenschaften: - weißglänzendes Metall                                                    - von enormer mechanische Festigkeit                                                       - Smp: 3410°C (höchster Smp. aller Metalle) Verwendung: - Herstellung legierter Stähle                                                - Elektroindustrie (Glühbirnendraht)                                                           - Raketendüsen, Hitzeschilde
• 7. NG des PSE: Mangangruppe (Mn, Tc, Re) Oxidationsstufen: Mn: (+3, +4, +5, +6), +2, +7 Tc: (+4, +5, +6), +7 Re: (+3, +4, +5, +6), +7 Elektronenkonfiguration: d5s2, bzw. Re d6s1 Eigenschaften: - Tc und Re sind sich chemisch relativ ähnlich               - Mn und Re kommen in der natur vor, wogegen Tc nur in Spuren als radioaktives Spaltprodukt des Urans vorkommt                                     - Tc war das 1. künstlich hergestellte Element                                       - Tc- und Re-Isotope werden in der Radiodiagnostik un Radiotherapie von Tumoren angewandt
• 7. NG des PSE: Mangan Isotope: einzig natürlich auftretendes Isotop 5525Mn Vorkommen: weit verbreitet                                                                         - MnO2 Braunstein                                                                                      - lebensnotwendiges Spurenelement                                                          - Aktivierung von Enzymen und Steuerung von Oxidationsprozessen Eigenschaften: silbergrau, hart, spröde                                                      - Smp: 2030°C                                                                                            - keine Passivierung, löslich in Säuren Verwendung: Mangan-haltige Legierungen
• Mangan: pharmazeutische Anwendungen KMnO4 Reagenz zur Bestimmung oxidierbarer Substanzen sonstige Verwendung: Desinfektionsmittel (oxidiert Keime und Pilze)        > es entsteht Mn2+ und Mn4+, welche zusätzlich eine desodorierende und adstringierende Wirkung haben                                                           - Antidot: oxidativer Abbau von Giften im Magen                                        - Maßanalyse (Redoxtitrationen): Toxizität: 2-5%ige Lösung ätzend          5-10%ige Lösung p.o. letal

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