Elementgruppen des Periodensystems: Eigenschaften & Vorkommen

Elementgruppen des Periodensystems: Eigenschaften & Vorkommen

Alkalimetalle (Gruppe 1)

Die Alkalimetalle (Gruppe 1, außer Wasserstoff) besitzen ein Elektron in ihrer äußersten Energieschale, was sie hochreaktiv macht. Sie kommen in der Natur nicht elementar vor, sondern bilden stabile Verbindungen wie Halogenide, Hydroxide, Oxide und Silikate.

Erdalkalimetalle (Gruppe 2)

Zu den Erdalkalimetallen gehören Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Ihre Ionisierungsenergie ist niedrig, aber höher als die der Alkalimetalle in derselben Periode. Ihre Ionen sind deutlich weniger reaktiv. Berylliumverbindungen sind weniger ionisch. Sie weisen eine geringere Dichte auf und sind weich. Ihre Löslichkeit ist geringer als die der Alkalimetalle.

Übergangsmetalle (Gruppe 4)

Titan, Zirkonium und Hafnium sind chemisch sehr ähnlich. Rutherfordium ist ein synthetisches und radioaktives Element.

Übergangsmetalle (Gruppe 5)

Diese Gruppe umfasst Vanadium, Niob, Tantal und Dubnium. Dubnium ist ein synthetisches Element, das nur im Labor nachgewiesen wird. Diese Elemente besitzen fünf Valenzelektronen.

Übergangsmetalle (Gruppe 6)

Wichtige Elemente dieser Gruppe sind Chrom, Molybdän, Wolfram und Seaborgium.

Übergangsmetalle (Gruppe 7)

Mangan ist sehr häufig in der Natur zu finden. Technetium hat kein stabiles Isotop. Rhenium und Bohrium (früher Unnilseptium) sind seltene Elemente.

Übergangsmetalle (Gruppe 8)

Eisen, Ruthenium und Osmium gehören zu dieser Gruppe. Hassium ist ein synthetisches Element, das nur in Spuren im Labor nachgewiesen wird.

Übergangsmetalle (Gruppe 9)

Kobalt, Rhodium, Iridium und Meitnerium sind bei Raumtemperatur fest.

Übergangsmetalle (Gruppe 10)

Palladium, Platin und Darmstadtium bilden massive Legierungen, beispielsweise mit Nickel, und kommen in einigen Meteoriten vor. Ihre vollständig besetzten d-Orbitale verleihen ihnen eine hohe Trägheit gegenüber Oxidationsmitteln (charakteristisch für diese Gruppe) und machen sie wertvoll in der Schmuckindustrie.

Münzmetalle (Gruppe 11)

Kupfer, Silber und Gold sind chemisch inert und schwer zu korrodieren. Sie kommen in der Erdkruste vor, lösen sich nicht in nicht-oxidierenden Säuren und sind beständig gegenüber Sauerstoff. Sie zeichnen sich durch ihre charakteristische Farbe aus und werden traditionell als Münzmetalle verwendet.

Zinkgruppe (Gruppe 12)

Diese Gruppe umfasst Zink, Cadmium und Quecksilber.

Borgruppe (Gruppe 13)

Zur Borgruppe gehören Bor, Aluminium, Gallium, Indium und Thallium. Thallium kann auch die Oxidationsstufe +1 annehmen. Diese Elemente bilden typischerweise dreifach positiv geladene Ionen.

Kohlenstoffgruppe (Gruppe 14)

Die Kohlenstoffgruppe umfasst Kohlenstoff, Silizium, Germanium, Zinn und Blei. Diese Gruppe beinhaltet eine Vielzahl von Elementen mit unterschiedlichem Metallcharakter: Kohlenstoff und Silizium sind Nichtmetalle (Silizium wird manchmal als Halbmetall eingestuft), Germanium ist ein Halbmetall, während Zinn und Blei Metalle sind.

Stickstoffgruppe (Gruppe 15)

Die Stickstoffgruppe (auch Pnictogene genannt) besteht aus Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut. Sie sind bei hohen Temperaturen hochreaktiv und bilden kovalente Verbindungen (insbesondere Stickstoff und Phosphor) sowie zunehmend ionische Verbindungen (Antimon und Wismut).

Chalkogene (Gruppe 16)

Die Chalkogene umfassen Sauerstoff und Schwefel (wichtig in der Industrie), Selen und Tellur (für die Halbleiterherstellung) sowie Polonium. Sie besitzen sechs Valenzelektronen. Ihre Eigenschaften variieren von Nichtmetall (Sauerstoff, Schwefel) über Halbmetall (Selen, Tellur) bis zu Metall (Polonium).

Halogene (Gruppe 17)

Die Halogene bilden zweiatomige Moleküle (X₂). Um ihre äußerste Elektronenschale zu füllen, benötigen sie nur ein Elektron, wodurch sie ein einfach negativ geladenes X⁻-Ion (Halogenid-Anion) bilden. Sie bilden Salze, die als Halogenide bekannt sind. Halogenverbindungen sind organisch, synthetisch und kommen auch natürlich vor. Jod spielt eine wichtige Rolle in der Schilddrüse. Chloridionen sind wichtig für die Gehirnfunktion, indem sie die Wirkung des Neurotransmitters GABA beeinflussen.

Edelgase (Gruppe 18)

Die Edelgase umfassen Helium (ein einzigartiges Gas), Neon, Argon, Krypton (von denen Verbindungen isoliert wurden), Xenon (reagiert mit Fluor und bildet Verbindungen) und Radon (radioaktiv und durch radioaktiven Zerfall von Radiumverbindungen isoliert). Sie sind einatomig, geruch- und farblos und chemisch sehr reaktionsträge. Sie haben sehr niedrige Schmelz- und Siedetemperaturen (z.B. unter -10°C). Neon, Argon und Krypton werden durch Verflüssigung und fraktionierte Destillation von Luft gewonnen. Sie finden Anwendung in Beleuchtung, Raumfahrt und beim Schweißen.