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Blei ist ein weiches, blaugraues Schwermetall der 4. Hauptgruppe. Seine Verbindungen leiten sich von den Oxidationszahlen +II (z. B. PbO, PbI₂) und +IV (z. B. PbO₂, (NH₄)₂[PbCl₆] ab. An der Luft bildet das Metall eine vor weiteren Angriffen schützende Oxidschicht. Bei Temperaturerhöhung steigt die Reaktivität deutlich an. Das Metall wird aus Bleiglanz, PbS, meist nach dem Röstreduktionsverfahren gewonnen. Wegen der Toxizität von Bleiverbindungen werden Bleirohre als Trinkwasserleitungen nicht mehr verwendet. Als Kabelummantelung, als Legierungsmetall (Letternmetall mit Sb und Sn; Lagermetall mit geringen Mengen von Ca, Na, Li) und zur Herstellung von Bleiakkumulatoren wird Blei technisch genutzt.

Bohrium wurde 1981 von einer Arbeitsgruppe unter Armbruster und Münzenberg in Darmstadt hergestellt. Beim Beschuss einer ²⁰⁹Bi- Folie mit ⁵⁴Cr-Kernen wurden 6 Atome des neuen Elementes nachgewiesen. Genauere Kenntnisse über das Element Bohrium, einem Homologen des Rheniums (7. Nebengruppe) liegen noch nicht vor.

Bor existiert bei Normalbedingungen in verschiedenen Modifikationen. Es weist überwiegend nichtmetallische Eigenschaften auf und ist bei niedrigen Temperaturen reaktionsträge. Bor bildet überwiegend kovalente Verbindungen. -Ionen sind in wässriger Lösung nicht existent. Vom Bor leiten sich in Verbindung mit Kohlenstoff und Stickstoff sehr widerstandsfähige Werkstoffe ab.

Brom, ein Element der 7. Hauptgruppe, ist eine braunrote, reaktive Flüssigkeit. Es wird aus den in den Salzlagerstätten und im Meerwasser enthaltenen Bromid-Ionen durch Oxidation mit Chlor gewonnen. Die Verbindungen des Broms enthalten das Element hauptsächlich in den Oxidationsstufen -I, und V. Es dient überwiegend zur Herstellung bromhaltiger organischer Zwischen- und Endprodukte, wie Methylbromid, Narkosemittel und Flammschutzmittel. AgBr ist als lichtempfindliche Verbindung für die Fotoindustrie von Bedeutung.

Cadmium ist ein weiches, silberweißes Schwermetall der 2. Nebengruppe. Das Metall löst sich in Säuren unter Bildung von Cd-Ionen. Cadmium und seine Verbindungen sind giftig. Metallisches Cadmium ist ein Nebenprodukt der Gewinnung von Zink, da beide Elemente in Form der Sulfide und Carbonate gemeinsam in der Natur vorkommen. Es sind trockene (Reduktion von CdO mit Koks) und nasse (Elektrolytische Abscheidung) Verfahren bekannt. Das Metall wird u. a. zur Herstellung korrosionsbeständiger Überzüge und zur Herstellung von Batterien genutzt.

Caesium ist ein goldgelb glänzendes, bei 29°C schmelzendes, reaktives Alkalimetall (1. Hauptgruppe). Es ist ein seltenes Leichtmetall, das als Begleiter der leichteren Alkalimetalle in geringer Konzentration vorkommt. Durch Reduktion von Cs₂Cr₂O mit Zirkon kann es gewonnen werden. Es findet u. a. Verwendung in Fotozellen. Bei Kernprozessen bildet sich u. a. das für den Menschen gefährliche Isotop Cs (Halbwertszeit 30,1 Jahre), das von verschiedenen Pflanzen ( z. B. Pilzen) angereichert wird.

Calcium ist ein silberweißes reaktives Erdalkalimetall. Es reagiert mit Wasser zu Calciumhydroxid, Ca(OH)₂, und beim Erhitzen an der Luft zu einem Gemisch aus Calciumoxid, CaO, und Calciumnitrid, Ca₃N₂. Calcium ist für die Tier- und Pflanzenwelt bedeutsam, da Knochen und Schalen aus Calciumverbindungen bestehen (CaCO₃, Ca₃(PO₄)₂). Es bildet überwiegend ionische Verbindungen (Ca^{2 +}-Ionen). Wichtige gesteinsbildende Mineralien sind Feldspat, Ca(Al₂Si₃O_{1 8}), und Kalkstein, CaCO₃. Calcium dient in der Metallurgie als Desoxidationsmittel. Technisch bedeutsame Calciumverbindungen sind Ca(OH)₂ (im Kalkmörtel) und Calciumsilicat (im Wassermörtel, Zement).

Californium ist ein künstliches, radioaktives, silberweißes Schwermetall der Gruppe der Actinoide. Das 9. Element dieser Gruppe kann in Milligramm - Mengen (²⁴²Cf) durch Reduktion des Oxides, Cf₂O₃, mit Lanthan hergestellt werden. Es liegt in seinen Verbindungen meist in der Oxidationsstufe III, selten in den in wässrigen Lösungen nicht beständigen Stufen II oder IV vor. Es kann in der Nuklearmedizin eingesetzt werden.

Cerium ist das 1. Element der Reihe der Lanthanoide und damit das erste 4f-Element. Es ist das häufigste Element dieser Gruppe. Entsprechend seiner Valenzelektronenkonfiguration 4f¹ 5d¹ 6s² kann es neben Ce(III)-Verbindungen auch solche mit der Oxidationszahl IV bilden, wobei allerdings infolge der festeren Bindung des 4f-Elektrons die Oxidationsstufe III bevorzugt ausgebildet wird. Das dehnbare Schwermetall reagiert mit Sauerstoff und mit den Halogenen oberhalb 200°C. Wichtigster Rohstoff ist der Monazitsand. Nach Abtrennung der anderen Seltenerdmetalle wird CeF₃ abgeschieden, aus dem durch Reduktion mit Calcium das Metall gewonnen wird. Cer-Mischmetall (50% Ce, 50% Fe) wird zu Zündsteinen verarbeitet. Ce(IV)-Verbindungn werden als Oxidationsmittel in der Organischen Chemie verwendet.

Chlor ist ein bei Normalbedingungen gelbgrünes, reaktionsfähiges Gas (Halogen, VII. Hauptgruppe), das besonders mit elektropositiven Elementen zu salzartigen Verbindungen reagiert, in denen dann Chlorid-Ionen, Cl^-, vorliegen. Aber auch mit den Oxidationsstufen I, III, V und VII werden zahlreiche Verbindungen gebildet. Die Salze der riesigen Lagerstätten (z. B. Steinsalz, NaCl; Carnallit, ) werden aufgearbeitet und Chlor wird daraus durch Elektrolyse gewonnen. Verwendung findet Chlor bei der Synthese zahlreicher organischer Zwischen- und Endprodukte (z. B. Polyvinylchlorid, Tetrachlormethan).

Chrom ist ein silberglänzendes zähes Schwermetall der 6. Nebengruppe. Es bildet zahlreiche farbige Verbindungen, hauptsächlich mit den Oxidationsstufen II, himmelblaue [Cr(H₂O)₆]^{2 +} - Ionen, III, violette
[Cr(H₂O)₆]^{3 +} - Ionen, und VI, gelbe CrO₄ ^{2 -} - Ionen. Chrom ist ein wichtiger Legierungsbestandteil für nichtrostende, hitzebeständige Stähle. Beim Verchromen wird das Element elektrochemisch abgeschieden. Chrom(VI)-Verbindungen sind toxisch.

Die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts stand ganz im Zeichen der Kernphysik und der Quantenchemie. Die neu entdeckten radioaktiven Strahlen ermöglichten neue Experimente, die zur rasanten Weiterentwicklung des Atommodells von RUTHERFORD (1911) über BOHR (1913) bis hin zum modernen quantenmechanischen Atommodell (1927) führten. Das verbesserte Verständnis der Struktur der Materie wird auch an der Weiterentwicklung der Bindungstheorie deutlich.
Durch kernchemische Experimente wurden neue Elemente entdeckt, darunter das hoch radioaktive Plutonium. Während des 2. Weltkriegs stellten sich Chemiker und Physiker in den Dienst des Militärs und entwickelten neue Sprengstoffe, giftige Kampfstoffe sowie die erste Atombombe.
Biochemiker erkundeten die Strukturen von Naturstoffen und konnten diese nach und nach im Labor synthetisieren. Beispiele sind die Eiweiße, die Vitamine und die Hormone, deren Wirkprinzipien in biochemischen Prozessen erkannt wurden. Außerdem gewann die Synthese von Arzneistoffen (Antibiotika, Schmerzmittel etc.) zunehmend an Bedeutung und wurde ebenfalls industriell durchgeführt.
Die chemische Industrie erlebte einen ungeahnten Aufschwung, da neben Medikamenten auch der Bedarf an Erdölprodukten stieg. Diese wurden sowohl zu Kraftstoffen verarbeitet als auch zu den neuen Werkstoffen des 20. Jahrhunderts, den makromolekularen Kunststoffen. Das Zeitalter der Plaste, Elaste und Kunstfasern begann in den 30er-Jahren mit der Beherrschung der großtechnischen Synthesen von PVC, Nylon, Polyurethanen und Siliconen.

Auf der Grundlage des Atommodells von ERNEST RUTHERFORD (1871-1937) entwickelte NIELS BOHR (1885-1962) ein Schalenmodell, mit dem der Widerspruch zwischen der klassischen Physik und der Quantentheorie durch Postulate ausgeglichen werden sollte. Die Leistungsfähigkeit des Modells zeigte sich bei der quantitativen Interpretation der Spektren des Wasserstoffatoms, seine Grenzen jedoch bei der Deutung von Spektren von Atomen mit mehreren Elektronen. Das bohrsche Atommodell wurde daraufhin von ARNOLD SOMMERFELD (1868-1951) verfeinert und somit auch für Mehrelektronensysteme anwendbar.
Mit diesem einfachen Atommodell nach BOHR und SOMMERFELD können Elektronenkonfigurationen aufgestellt und viele Zusammenhänge zwischen der Struktur der Elektronenhülle und den Eigenschaften der Elemente im Periodensystem hergestellt werden. Es steht jedoch im Widerspruch zu den Gesetzen der klassischen Physik und kann auch nicht zur Erklärung der Atombindung herangezogen werden.

Atommodelle sind alle Vorstellungen über den Aufbau der Atome, insbesondere über die Struktur der Atomhülle. Historisch bedeutsame und sehr anschauliche Atommodelle sind das rutherfordsche Atommodell und das bohrsche Atommodell. Moderne Atommodelle sind dagegen sehr komplex und müssen mit mathematischen Funktionen beschrieben werden.

Basen sind Verbindungen, die bei chemischen Reaktionen Protonen aufnehmen. In wässrigen Lösungen bilden sie Hydroxid-Ionen und wirken demzufolge stark ätzend.
Die wichtigsten anorganischen Basen sind Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniak. Diese Basen und ihre wässrigen Lösungen, die Laugen, finden nicht nur Einsatz in der Industrie und Technik, sondern sind auch Bestandteile vieler Gebrauchsgüter des alltäglichen Lebens. So sind z. B. viele Reinigungsmittel alkalisch, da sich Fette und andere Verschmutzungen durch Basen leicht lösen lassen. Industriell sind Basen wichtige Ausgangsstoffe für die Herstellung von Gläsern, Zellstoff, Düngemitteln oder Baustoffen.
Anorganische Basen schädigen die Umwelt, wenn Abwässer zu stark mit alkalischen Reinigungsmitteln oder Chemieabfällen belastet sind und dadurch das pH-Gleichgewicht in Gewässern gestört wird.

* 20.08.1779 in Väversunda Sörgard (Schweden)
† 07.08.1848 in Stockholm

Auf JÖNS JAKOB BERZELIUS gehen viele der heute gebräuchlichen Symbole für chemische Elemente zurück. Daneben leistete er einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung der organischen und anorganischen Chemie und entdeckte neue Elemente und Verbindungen. BERZELIUS widmete sich auch anderen Bereichen der Chemie. Besonders verdient machte er sich um die Ausbildung bedeutender Chemiker Europas.

* 07.10.1885 Kopenhagen
† 18.11.1962 Kopenhagen

BOHR war ein bedeutender dänischer Physiker, Professor in Kopenhagen und forschte zeitweise in den USA. Er schuf mit seinem Atommodell wichtige theoretische Grundlagen für die Atomphysik. Mit dem Korrespondenzprinzip und dem Komplementaritätsprinzip entwickelte er wesentliche erkenntnistheoretische Positionen der modernen Physik.

* 22.02.1879 in Varde (Dänemark)
† 17.12.1947 in Kopenhagen

JOHANNES NICOLAUS BRÖNSTED war ein dänischer Chemiker, der sich in seinen vielfältigen Arbeiten u. a. mit dem Aktivitätskoeffizienten beschäftigte. Er fand heraus, dass er von Ladung und Ionenstärke abhängig ist. Er entwickelte ein Verfahren zur Isotopentrennung und entwickelte die BRÖNSTEDsche Säuren-Basen-Theorie. BRÖNSTED starb im Alter von 68 in Kopenhagen.

* 1773 Montrose (Schottland)
† 1858 London

ROBERT BROWN war schottischer Botaniker und arbeitete als Bibliothekar an verschiedenen wissenschaftlichen Einrichtungen in London. Mit der Entdeckung des Zellkerns schuf er eine wichtige Grundlage für die Zelltheorie. Seine bedeutendste wissenschaftliche Leistung war die Entdeckung der unregelmäßigen Bewegung kleinster, unter dem Mikroskop sichtbarer Körperchen. Sie wird heute als brownsche Bewegung bezeichnet.

Die unregelmäßige Bewegung von mikroskopisch beobachtbaren Körperchen (Körnchen von Blütenstaub, Rauchteilchen) wird als brownsche Bewegung bezeichnet.

Sie wurde 1827 von dem schottischen Botaniker ROBERT BROWN (1773-1858) entdeckt und ist ein Beleg für die Existenz von kleinsten, im Mikroskop nicht sichtbaren Teilchen (Atomen, Ionen, Molekülen).

* 20.10.1891 in Manchester
† 23.07.1974 in Pinehurst bei Cambridge

JAMES CHADWICK war ein englischer Physiker. Er forschte gemeinsam mit RUTHERFORD über Radioaktivität und Kernumwandlung. Er entdeckte das von RUTHERFORD vorhergesagte Neutron. 1935 erhielt er den Nobelpreis für Physik.
CHADWICK war an der Entwicklung der Atombombe mitbeteiligt.

Chloride sind die Salze der Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure). Sie bestehen aus positiv geladenen Metall- oder Ammonium-Ionen und negativ geladenen Chlorid-Ionen. Chloride sind meist in Wasser sehr gut löslich. Der Nachweis von Chlorid-Ionen kann durch eine Fällungsreaktion mit Silbernitratlösung erfolgen.

Chlor und Natronlauge entstehen als Produkte bei der Chloralkali-Elektrolyse. Sie stellen wichtige Ausgangsstoffe für die chemische Industrie dar. Chlor wird insbesondere in der organisch-chemischen Industrie zur Herstellung verschiedenster, auch chlorfreier Produkte verwendet. Natronlauge ist als Neutralisationsmittel und bei der Aluminiumherstellung von großer Bedeutung.

Im täglichen Leben begegnen uns Stoffgemische häufiger als reine Stoffe. So sind beispielsweise alle Getränke Stoffgemische, selbst das Trinkwasser aus der Leitung ist chemisch gesehen kein reiner Stoff. Besonders gut ist die Zusammensetzung eines weltbekannten Cola-Getränks untersucht, obwohl dessen Herstellung nach einer geheimen Rezeptur erfolgt.

* 24.03.1884 in Maastricht
† 02.11.1966 in Ithaca (New York)

PETER DEBYE war einer der bedeutendsten Physiker und Physikochemiker des 20. Jahrhunderts. Er stammte aus den Niederlanden, emigrierte jedoch während des zweiten Weltkriegs nach den USA.
DEBYE befasste sich mit der Quantentheorie, der Wärmelehre und den Dipoleigenschaften von Molekülen. Er führte Röntgenstrukturuntersuchungen an Flüssigkeiten durch und maß Wellenlängen mittels Interferenzmessungen. 1936 erhielt DEBYE den Nobelpreis für Chemie.