Barium
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 56 | 56 Protonen 56 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| II. Hauptgruppe | 2 Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Xe 6s2 |
| Elektronegativität | 0,9 |
| Ionisierungsenergie in eV | 5,212 |
| häufigste Oxidationszahlen | II |
| Atommasse des Elements in u | 137,327 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 2,173 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 1,43 (+2) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  | 3,50 |
| Härte nach Mohs | 1,2 |
Schallgeschwindigkeit in  | 1622 |
| Schmelztemperatur in °C | 714 |
spezifische Schmelzwärme in  | 55,78 |
| Siedetemperatur in °C | 1640 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 1098,18 |
Standardentropie S0 in  | 63 |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 18,4 |
spezifische Wärmekapazität in  bei 25 °C | 0,280 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 0,50 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,026 |
Isotope des Elements
Natürliches Barium besteht aus einem Gemisch von sieben stabilen Isotopen. Daneben sind 24 weitere künstliche, radioaktive Isotope bekannt.
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % |
| 56 | 130 | 129,906 | 0,1% |
| 132 | 131,905 | 0,1% | |
| 134 | 133,904 | 2,4% | |
| 135 | 134,905 | 6,6% | |
| 136 | 135,904 | 7,9% | |
| 137 | 136,905 | 11,2% | |
| 138 | 137,905 | 71,7% |
Energieniveauschema
Eigenschaften
Barium ist im reinsten Zustand ein goldgelb glänzendes Leichtmetall. An der Luft wird es rasch grau bis schwarz. Normalerweise schimmert es eher silberweiß. Es besitzt eine relativ niedrige Schmelz- und Siedetemperatur. Es ist weich und geschmeidig, aber geringfügig härter als Blei. Aufgrund seiner Elektronenkonfiguration bildet Barium in seinen Verbindungen ausschließlich die Oxidationsstufe +II aus. Das Metall ist eines der unedelsten überhaupt, was durch sein sehr negatives Normalpotenzial erklärbar ist. Es ist ein starkes Reduktionsmittel. Aufgrund der Größe des Atomradius ist Barium eines der reaktionsfähigsten Erdalkalimetalle, denn es fällt ihm leicht, seine Valenzelektronen abzugeben und Verbindungen eingehen. An Luft verbindet es sich mit Kohlenstoffdioxid zu grauem bis schwarzem Bariumcarbonat; deshalb muss es unter Luftabschluss gelagert werden. Fein verteiltes Bariumpulver verbrennt an Luft unter grüner Flamme zu Bariumoxid und Bariumnitrid. Bei erhöhter Temperatur verbrennt auch kompaktes Barium. Man kann brennendes Barium nur mit Sand löschen.
Mit Wasser oder Alkohol reagiert Barium sehr heftig unter Wasserstoffentwicklung und Bildung von Bariumhydroxid bzw. Bariumalkoholaten. Es löst sich in Säuren unter Bildung der entsprechenden Salze und Wasserstoffentwicklung. Barium bildet eine Vielzahl von Verbindungen. Lösliche Bariumverbindungen sind giftig!
Entdeckung
1772/73 wurde Barium in Form des Bariumoxids («Baryterde») vom schwedischen Chemiker CARL WILMEHLM SCHEELE (1742 - 1786) bei Untersuchungen von Braunsteinproben entdeckt. Erstmals erhielt allerdings Sir HUMPHRY DAVY (1778 - 1829) metallisches Barium (in unreiner Form) durch Schmelzflusselektrolyse von Bariumoxid/Bariumhydroxid-Proben mittels einer Quecksilberkathode und nachfolgender Abdestillation des Quecksilbers aus dem erhaltenen Amalgam. Erst 1901 gewann A. GÜNTZ reines Barium durch Reduktion von Bariumoxid mit Aluminium.
Vorkommen/Herstellung
Barium steht an 18. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört damit zu den relativ häufigen Elementen auf der Erde. Aufgrund seines unedlen Charakters kommt Barium in der Natur nie elementar vor; jedoch ist es in Form von Verbindungen sehr weit verbreitet. Die wichtigsten Mineralien, die Barium enthalten, sind Schwerspat oder Baryt, ein Bariumsulfat, sowie Witherit, ein Bariumcarbonat. In den USA, Deutschland, Mexiko, China und Indien finden sich abbauwürdige Vorkommen, diese Länder sind auch die Hauptförderländer. Barium wird heute fast ausschließlich aus Schwerspat hergestellt. Dabei wird das Bariumsulfat mit Kohle gemischt und in Drehöfen bei Temperaturen von 800 °C bis 1000 °C zu Bariumsulfid reduziert. Das Bariumsulfid wird mit Wasser ausgelaugt und mit Kohlenstoffdioxid oder Soda aus der Lösung als schwer lösliches Bariumcarbonat ausgefällt. Dieses wird dann mit natürlichem Bariumcarbonat durch Glühen in Bariumoxid überführt. Durch anschließende Reduktion des Oxids erhält man dann reines metallisches Barium.
Verwendung
Barium hat in metallischer Form nur geringe technische Bedeutung. Barium ist u. a. Bestandteil in Aluminium- und Magnesiumlegierungen und wird als Gettermetall u.a. in Elektronenröhren verwendet. Zur Herstellung von Spezialgläsern für optische Instrumente findet Bariumoxid Anwendung. Hochreines Bariumsulfat wird als Füllgemisch oder Verschnittpigment in Farben, Kunststoffmassen und Gummi verwendet. Chemisch ausgefälltes Bariumsulfat, «Permanentweiß», ist besonders weiß und dient zur Herstellung von Farben, als Füllstoff für besonders glatte Kunstdruck- und Fotopapiere und als beständige weiße Deckfarbe. Als Röntgenkontrastmittel findet es Anwendung in der Medizin. Bariumcarbonat wird zur Herstellung anderer Bariumsalze verwendet und dient unter anderem als Rattengift.
Wichtige Verbindungen
Zu den wichtigen Verbindungen sind zu zählen die Halogenide, besonders Fluorid und Chlorid. Bei den Sauerstoffverbindungen sind BaO und BaO2 zu erwähnen. Unter den Salzen von Oxosäuren sind besonders
BaCO3 und BaSO4 wichtig. Bariumsulfid (BaS) ist für Spezialanwendungen ebenfalls von Bedeutung.
Bau
Barium bildet ein kubisch-raumzentzriertes Metallgitter.
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