Gruppeneigenschaften 4.5 Chalkogene 4 Nichtmetalle

(1)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Gruppeneigenschaften

(2)

4 Nichtmetalle

(3)

4 Nichtmetalle

O

(4)

4 Nichtmetalle

O

S

(5)

4 Nichtmetalle

O

Se

S

(6)

4 Nichtmetalle

O

Se

S

Te

(7)

4 Nichtmetalle

O

Se

S

Te

Po

(8)

4 Nichtmetalle

(9)

4 Nichtmetalle

(10)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Vorkommen

- Sauerstoff ist das häufigste Element in der Erdkruste

(11)

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

(12)

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

(13)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Vorkommen

- Schwefel kommt vor

+ gediegen in Lagerstätten

+ in gebundener Form, vor allem Schermetallsulfide wie

# Pyrit FeS₂

(14)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Vorkommen

# Pyrit FeS₂

# Zinkblende ZnS

(15)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Vorkommen

# Pyrit FeS₂

# Zinkblende ZnS

# Bleiglanz PbS

(16)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Vorkommen

# Pyrit FeS₂

# Zinkblende ZnS

# Bleiglanz PbS

# Kupferkies CuFeS

(17)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Vorkommen

# Pyrit FeS₂

# Zinkblende ZnS

# Bleiglanz PbS

# Kupferkies CuFeS

(18)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Vorkommen

# Pyrit FeS₂

# Zinkblende ZnS

# Bleiglanz PbS

# Kupferkies CuFeS₂

(19)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Vorkommen

- Selen und Tellur kommen vor

+ spurenweise in sulfidischen Erzen + in geringer Menge gediegen

Tellurid, TeO₂

(20)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Die Elemente

-

(21)

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 - und eine - Bindung aneinander gebunden (Bindungslänge 121 pm)

(22)

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 - und eine - Bindung aneinander gebunden (Bindungslänge 121 pm)

- das stabile O₂ - Molekül dissoziiert erst bei hohen Temperaturen

(23)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoff

- Oxidation erfolgt daher meist erst bei hohen Temperaturen; allerdings erfolgen mit vielen Stoffen langsame Oxidationen

(24)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoff

- in reinem Sauerstoff laufen Reaktionen viel schneller ab

z.B.

(25)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoff

- in reinem Sauerstoff laufen Reaktionen viel schneller ab Kerze 

(26)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoff

- großtechnische Erzeugung von Sauerstoff durch Luftverflüssigung (Linde - Verfahren)

(27)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoff

- großtechnische Erzeugung von Sauerstoff durch Luftverflüssigung (Linde - Verfahren)

(28)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoff

- reiner Sauerstoff läßt sich durch

Elektrolyse von Kalilauge erzeugen:

(29)

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:

(30)

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!

(31)

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

(32)

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

(33)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Schwefel

- Schwefel besitzt die ausgeprägte Tendenz zur Ketten- oder Ringbildung:

(34)

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

(35)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Schwefel

- Schwefel kommt in mehreren Modifikationen vor

(36)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Schwefel

- Schwefel kommt in mehreren

Modifikationen vor

Schwefelmoleküle

(37)

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

(38)

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:

(39)

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)

(40)

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.

(41)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Schwefel

85 % des Schwefels finden in der H₂SO₄-Produktion Verwendung!

Weitere Anwendungen sind

+ CS₂

+ Zündhölzer

(42)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Schwefel

85 % des Schwefels finden in der H₂SO₄-Produktion Verwendung!

Weitere Anwendungen sind

+ CS₂

+ Zündhölzer

+ Feuerwerkskörper + Schießpulver

(43)

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

(44)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Selen, Tellur, Polonium - Selen-

modifikationen

(45)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- Tellur kristallisiert im gleichen Gitter wie graues Selen

- Graues Selen und Tellur sind Halbleiter, die Leitfähigkeit von Se ist lichtabhängig

Belichtungsmesser

(46)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- Bei der Kupferraffination sammeln sich im Anodenschlamm Vbdg.

wie Cu₂Se, Ag₂Se, Au₂Se, Cu₂Te, Ag₂Te und Au₂Te an.

(47)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- 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 Autozuliefer- industrie Verwendung:

(48)

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:

(49)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Sauerstoffverbindungen

Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung

(50)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung - das H₂O - Molekül ist gewinkelt; die Bindungen sind polar

(51)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- charakteristisches Auftreten von Wasserstoffbrückenbindungen

n



(52)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- 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

(53)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Wasser ist die bei weitem wichtigste Wasserstoffverbindung -Anomalie des Wassers

(54)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- 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

(55)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Sauerstoffverbindungen

Wasserstoffperoxid H₂O₂

(56)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- 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

(57)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffverbindungen Wasserstoffperoxid H₂O₂ -wirkt oxidierend

- z.B. SO₂ zu SO₄^2-, NO₂^- zu NO₃^-, Fe(II) zu Fe(III), Cr(III) zu Chromat

(58)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Die Erzeugung erfolgt hauptsächlich

+ durch elektrolytische Oxidation von H₂SO₄-SO₄^2--Lsg.

(59)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Die Erzeugung erfolgt hauptsächlich

+ durch elektrolytische Oxidation von H₂SO₄-SO₄^2--Lsg.

+ nach dem Anthrachinon-Verfahren

(60)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Aufgrund seiner Oxidationswirkung dient H₂O₂ als Desinfektions-

Mittel und als Bleichmittel.

(61)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Aufgrund seiner Oxidationswirkung dient H₂O₂ als Desinfektions-

Mittel und als Bleichmittel.

Perborat NaBO₂(OH)₂ • 3 H₂O ist

(62)

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:

(63)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Bekannt sind Peroxide der Alkalimetalle und von Ca, Sr, Ba.

Mit CO₂ entwickeln alle Alkalimetallperoxide Sauerstoff:

(64)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Mit CO₂ entwickeln alle Alkalimetallperoxide Sauerstoff; technisch kann so Atemluft regeneriert werden.

(65)

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:

(66)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur

Das stark endotherme Tellan wird durch Zersetzung ionischer Telluride erzeugt:

(67)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Wasserstoffverbindungen von S, Se und Tellur Im Labor stellt man H₂S aus FeS her:

(68)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

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.

(69)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

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:

(70)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

H₂S, H₂Se und H₂Te sind schwache zweibasige Säuren:

Analog dem Gang bei den Hydrogenhalogeniden nimmt die Säurestärke In Richtung Tellurwasserstoff zu.

(71)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sulfide

H₂S bildet Hydrogensulfide (HS^-) und Sulfide (S^2-).

Die Sulfide stark elektropositiver Metalle sind ionisch (Na₂S, K₂S, Al₂S₃).

(72)

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.

(73)

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:

(74)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Sauerstoffsäuren des Schwefels

(75)

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

(76)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure H₂SO₄

(77)

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:

(78)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- Hauptproblem: Bei hoher Temp. GG-Verschiebung nach links, bei niedriger Temp. gehemmte Reaktion (Aktivierungsenergie zu hoch!)

(79)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- Hauptproblem: Bei hoher Temp. GG-Verschiebung nach links, bei niedriger Temp. gehemmte Reaktion (Aktivierungsenergie zu hoch!) - Lösung Katalysator als Sauerstoffüberträger (V₂O₄/V₂O₅ auf SiO₂)

(80)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- Hauptproblem: Bei hoher Temp. GG-Verschiebung nach links, bei niedriger Temp. gehemmte Reaktion (Aktivierungsenergie zu hoch!) - Lösung Katalysator als Sauerstoffüberträger (V₂O₄/V₂O₅ auf SiO₂)

(81)

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

(82)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure - konz. Schwefelsäure wird

aufgrund ihrer wasserentziehenden Wirkung als Trocknungsmittel

verwendet

(83)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- konz. Schwefelsäure entzieht das Wasser nicht nur physikalisch, sondern auch chemisch aus Verbindungen:

Zucker C(H₂O)₆ + H₂SO₄ 

(84)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Zucker C(H₂O)₆ + H₂SO₄  Kohle (C) und (H₂O)



(85)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Zucker C(H₂O)₆ + H₂SO₄  Kohle (C) und (H₂O)

 

(86)

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

(87)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- heiße, konz. Schwefelsäure löst neben unedlen Metallen z.B.

Kupfer, Silber und Quecksilber

(88)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- die heftig exotherme Rkn. mit H₂O geschieht in zwei Schritten

- es leiten sich + Hydrogensulfate (mit HSO₄^-) und + Sulfate (mit SO₄^2-)

(89)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure - Lewisformeln

(90)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffsäuren des Schwefels - Schwefelsäure - Peroxoschwefelsäuren

besitzen die Gruppe

Carosche Säure H₂SO₅ Peroxodischwefelsäure H₂S₂O₈

(91)

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

(92)

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^-(gut lösl.) + Sulfite SO₃2- (schwerlöslich)

(93)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffsäuren des Schwefels - Thioschwefelsäure H₂S₂O₃ - bei H₂SO₄ formaler Ersatz eines O- durch ein S-Atom

(94)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- wasserfrei bei -80 °C als farblose, ölige Flüssigkeit isolierbar z. B. nach :

(95)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

- 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:

(96)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Sauerstoffsäuren des Schwefels - Thioschwefelsäure H₂S₂O₃ - als „Fixiersalz“ dient Natriumthiosulfat zum Komplexieren von unbelichtetem Silberhalogenid (das Komplexsalz ist auswaschbar)

(97)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur - Selendioxid entsteht beim Verbrennen von Selen

+ O₂

SeO₂

(98)

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

(99)

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:

(100)

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

(101)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Oxide und Sauerstoffsäuren von Selen und Tellur - Tellurdioxid kommt als Mineral vor (Tellurit)

(102)

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

(103)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Halogenverbindungen

-

(104)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene Halogenverbindungen

-

(105)

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

(106)

4 Nichtmetalle

4.5 Chalkogene

Halogenverbindungen

- SF₆findet Verwendung als gasförmiger Isolator in Hochspannungsanlagen

(107)

4 Nichtmetalle

4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe Gruppeneigenschaften

(108)

4 Nichtmetalle

-

(109)

4 Nichtmetalle

 N

(110)

4 Nichtmetalle

 N P 

(111)

4 Nichtmetalle

 N P 

(112)

4 Nichtmetalle

 N P 

(113)

4 Nichtmetalle

 N P 

(114)

4 Nichtmetalle

-

(115)

4 Nichtmetalle

-

(116)

4 Nichtmetalle

4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe

Vorkommen

- Stickstoff ist Hauptbestandteil der Luft (ca. 78,1 %) - in gebundener Form im Chilesalpeter (NaNO₃)

(117)

4 Nichtmetalle

4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe Vorkommen

- Bestandteil der Eiweißstoffe DNS

(118)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Phosphor ist reaktionsfähig; er kommt in der Natur nur in Verbindungen vor - zumeist als Phosphat

(119)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Hydroxylapatit Ca₅(PO₄)₂ OH bildet die Knochensubstanz der Wirbeltiere

(120)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Arsen kommt nur gelegentlich elementar vor - Arsenide sind die häufigsten Mineralien:

Arsenolith (Slowakei), As₂O₃

(121)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

Realgar As₄S₄

(122)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

Auripigment As₂S₃

(123)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Antimon kommt gediegen vor

Finnland Rumänien

(124)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Antimon kommt gediegen vor - daneben wie Arsen Vorkommen als Sulfid oder Metallsalz

Antimonit (Grauspieß- glanz),

As S

(125)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Bismut (früher Wismut) kommt ebenfalls gediegen, als Sulfid und als Oxid vor

Bismut, Bi

(126)

4 Nichtmetalle

Vorkommen

- Bismut (früher Wismut) kommt ebenfalls gediegen, als Sulfid und als Oxid vor

Bismutglanz, Bi₂S₃

(127)

4 Nichtmetalle

4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe Die Elemente

-

(128)

4 Nichtmetalle

Stickstoff

- bei Raumtemperatur ein Gas (Kp. –196 °C, Fp. –210 °C), flüssiger Stickstoff wird als Kühlmittel verwendet

(129)

4 Nichtmetalle

Stickstoff

- bei Raumtemperatur ein Gas (Kp. –196 °C, Fp. –210 °C) - liegt biatomar vor:

- im Molekül eine , 2 - Bindungen, daher hohe Bindungs- und Dissoziationsenergie

- daher chemisch sehr stabil  Verwendung als Inertgas - technische Darstellung durch fraktionierende Destillation verflüssigter Luft

(130)

4 Nichtmetalle

4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe Phosphor

wurde 1669 von dem Alchemisten

Henning Brand (1630 - 1710) entdeckt.

(131)

4 Nichtmetalle

- tritt in mehreren Modifikationen auf (P_weiß, P_rot, P_violett, P_schwarz)

(132)

4 Nichtmetalle

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 P O

(133)

4 Nichtmetalle

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

(134)

4 Nichtmetalle

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

(135)

4 Nichtmetalle

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

(136)

4 Nichtmetalle

Arsen

- thermodynamisch stabile Modifikation ist das metallische oder graue Arsen

- besitzt Schichtstruktur

(137)

4 Nichtmetalle

4.6 Elemente der 5. Hauptgruppe Arsen

(138)

4 Nichtmetalle

Antimon

- graues Antimon ist mit grauem Arsen isotyp - Kristalle sind glänzend und spröde

- Kristalle sind elektr. leitend und schmelzen unter

Volumenabnahme

Antimonbarren aus dem

(139)

4 Nichtmetalle

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

(140)

4 Nichtmetalle

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

(141)

4 Nichtmetalle

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