Kobaltgruppe

Die 9. Gruppe (7. Nebengruppe) im Periodensystem der chemischen Elemente




Die Kobalt-Gruppe ist die 7. Nebengruppe im Periodensystem der chemischen Elemente. Sie beinhaltet die Elemente Cobalt, Rhodium, Iridium und Meitnerium. Alle vier Elemente sind Schwermetalle.

Kobaltgruppe

Kobaltgruppe

Allgemein
Die Kobaltgruppe umfasst die vier Elemente Cobalt, Rhodium, Iridium und Meitnerium. Diese Elemente bilden die 7. Nebengruppe im Periodensystem der Elemente und sie sind allesamt Schwermetalle.




Cobalt
hat die Ordnungszahl (Massenzahl) 27 und wird im Periodensystem mit Co abgekürzt. Seine Elektronenkonfiguration ist [Ar] 3d7 4s2, womit es zwei Valenzelektronen in der vierten Schale besitzt.
Das Metall wurde schon in der Antike von den Römern, Griechen und Ägyptern zum Färben von Glas benutzt. 1735 wurde es erstmals vom schwedischen Chemiker Georg Brandt nachgewiesen. Seinen Namen hat Cobalt ursprünglich von Bergleuten erhalten. Im Glauben es sei Silbererz, bauten sie es ab, konnten im Anschluss allerdings kein reines Silber daraus gewinnen. Die Bergleute fühlten sich genarrt und nannten es fortan „Kobold“.
Cobalt hat einen bläulich-gräulichen Farbton und kommt auf der Erde nur in Verbindung mit Eisen, Nickel, Silber, Kupfer oder selten auch Uran vor. Generell ähneln seine chemische Eigenschaften denen von Nickel und Eisen. In reiner Form ist Cobalt prinzipiell nur im Erdkern oder auch in Meteoriten zu finden. Durch chemische Umwandlung von Cobalterz kann es aber künstlich erzeugt werden.
Verwendung findet Cobalt in widerstandsfähigen Legierungen und, aufgrund seiner magnetischen Eigenschaften, bei der Herstellung von Dauermagneten. Durch seine blaue Farbe findet es außerdem Anwendung in der Malerei und zum Färben von Glas.

Rhodium
trägt das Kürzel Rh und hat die Ordnungszahl 45. Es hat die Elektronenkonfiguration [Kr] 4d8 5s1, also nur ein Valenzelektron in seiner äußersten Schale.
Das silbrig weiße Edelmetall wurde 1803 vom Engländer William Hyde Wollaston entdeckt. Nach der chemischen Behandlung von Rhodium bleibt ein rötliches Salz zurück, weshalb ihm Hyde Wollaston den griechischen Namen „rhodeos“ gab.
Rhodium ist ein hartes, zähes und dehnbares Edelmetall mit hohem Schmelzpunkt. Seine Eigenschaften sind also mit jenen der Platinmetalle vergleichbar. Des Weiteren besitzt Rhodium die beste elektrische Leitfähigkeit und die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Elemente und wird bei einer Temperatur unter 0,9 Kelvin supraleitend.
Reines Rhodium ist nur schwer herzustellen, da es häufig mit Platinmetallen auftritt. Aufgrund der oben genannten Ähnlichkeit zu den Platinmetallen und der geringen Reaktivität selbiger, lässt sich Rhodium nur schwer von ihnen trennen. Die Gewinnung erfolgt meist sehr aufwändig aus „Anodenschlamm“, einem Nebenprodukt bei der Kupfer- und Nickelherstellung.
Hauptsächlich wird Rhodium zur Fertigung von Katalysatoren für Kraftfahrzeuge verwendet. Außerdem wird es bei der Fertigung von Schmuck, Uhren oder Brillenfassungen gebraucht.

Iridium
wird mit Ir abgekürzt, hat die Ordnungszahl 77 und die Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d7 6s2. Es befinden sich also zwei Valenzelektronen in der äußersten, der 6. Schale.
Es ist ein sehr hartes und sprödes Platinmetall und deshalb auch schwer zu bearbeiten. Die stabilen Iridium-Isotope haben die höchste Dichte aller nicht radioaktiven Elemente.
Freies Iridium ist in der Erdkruste vorhanden, allerdings höchst selten. Die Konzentration von Iridium auf der Erde beträgt etwa ein ppb (parts per billion).
Wegen seiner Härte findet Iridium Anwendung bei Präzisionsmessungen und in Legierungen im Maschinenbau und in der Medizin.

Meitnerium
hat die Ordnungszahl 109 und wird mit dem Symbol Mt abgekürzt. Seine Elektronenkonfiguration ist [Rn] 5f14 6d7 7s2.
Eine Gruppe deutscher Wissenschaftler konnte Meitnerium im Jahr 1982 erstmals nachweisen. Durch den Beschuss von Bismut mit einem Eisenisotop wurde ein Meitnerium-Atom erzeugt. Benannt wurde das Element nach der Physikerin Lise Meitner, die sich auch für die theoretische Erklärung der Kernspaltung verantwortlich zeichnet.
Meitnerium ist radioaktiv und kann nur künstlich hergestellt werden. Es sind bereits mehrere Isotope bekannt, die Halbwertszeiten zwischen 1,7 und 7,6 Sekunden aufweisen.
Die Suche nach neuen Isotopen, die möglicherweise neue Anwendungen und Möglichkeiten der Verwendung offenbart, ist aber noch nicht abgeschlossen.

Vergleich
Zum Abschluss sollen die vier besprochenen Elemente verglichen und ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausgearbeitet werden.

  • Alle Elemente der Kobaltgrupe sind Schwermetalle.
  • Alle Elemente sind Übergangsmetalle und unter Normalbedingungen fest.
  • Cobalt ist ferromagnetisch, während Rhodium und Iridium paramagnetisch sind.
  • Rhodium hat als einziges der vier Elemente nur ein Valenzelektron, die anderen drei haben jeweils zwei.
  • Meitnerium ist das Einzige radioaktive Element der Gruppe.
  • Meitnerium kommt als einziges Element der Gruppe nicht in der Natur vor, muss also synthetisch erzeugt werden.

Elemente der Kobaltgruppe

Cobalt

 Name  Cobalt
Symbol  Co
Ordnungszahl  27
Aussehen  metallisch blau grau
CAS-Nummer  7440-48-4
Serie  Übergangsmetalle

Cobalt steht an 27. Stelle des Periodensystems und wird mit dem Kürzel „CO“ abgekürzt. Es zählt zu der Gruppe der Übergangsmetalle. Das Element war schon den alten Römern, Griechen und Ägyptern bekannt. Sie benutzen es zum Färben von Glas. Erstmals wurde Cobalt von dem schwedischen Chemiker Georg Brandt 1735 dargestellt. Durch das Vorkommen im Gestein als Cobalterz wurde es von Bergleuten abgebaut. Sie deklarieren es wegen seiner typischen Färbung als Silber. Es konnte jedoch nie Silber daraus gewonnen werden und erhielt den Namen „Kobold“, weil es die Bergleute genarrt hatte. Die Bezeichnung „CO“ wurde erst 1814 durch J.J. Berzelius eingeführt und bezieht sich auf das lateinische Wort „Cobaltum“.

Rhodium

 Name  Rhodium
Symbol  Rh
Ordnungszahl  45
Aussehen  silbrig weiß
CAS-Nummer  7440-16-6
Serie  Übergangsmetalle

In Südamerika wurde das Rohplatinerz „Rhodium“ im Jahre 1803 durch den englischen Chemiker, Arzt und Physiker William Hyde Wollaston gefunden. Wollaston wurde am 06. August 1766 ins East Dereham, Norfolk England, geboren wurde. Nach ihm wurde auch der See Wollaston Lake, der Mondkrater Wollaston sowie das „Mineral Wollastonit“ benannt. Unter die chemischen Elemente fällt auch das Rhodium, es trägt die Ordnungszahl 45 und sein Elementsymbol ist „Rh“.

Iridium

 Name  Iridium
Symbol  Ir
Ordnungszahl  77
Aussehen  silbrig weiß
CAS-Nummer  7439-88-5
Serie  Übergangsmetalle

Im Jahre 1804 wurde in London durch den englischen Chemiker Smithson Tennant, das Übergangsmetall Iridium entdeckt. Wie auch Osmium, welches zur gleichen Zeit entdeckt wurde, gehört Iridium zu den chemischen Elementen. Beide chemischen Elemente gehören zu den Platinmetallen. Iridium trägt als Emblem „Ir“ und ist im Periodensystem der Gruppe 9 zugeordnet. Es wird unter der Ordnungszahl 77 geführt.

 

Meitnerium

 Name  Meitnerium
Symbol  Mt
Ordnungszahl  109
Aussehen  künstlich erzeugt
CAS-Nummer  –
Serie  Übergangsmetalle

Erstmals konnte am 29. August 1982 von einer Gruppe deutscher Forscher in Darmstadt ein Meitnerium-Atom nachgewiesen werden. Die Forscher um Peter Armbruster erzeugten es durch den Beschuss von Bismus mit einen Eisenisotop. Dieses Element wurde nach der berühmten Physikerin Lise Meitner benannt, die entscheidend an der Entdeckung der Kernspaltung mitgewirkt hatte. Somit ist es bisher das einzige Element, das nach einer realen Frau benannt wurde. Im Periodensystem wird es mit Mt abgekürzt.

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