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Zur 1. Hauptgruppe des Periodensystems gehören die Elemente Wasserstoff, Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium. Wasserstoff, der in der ersten Periode steht, ist ein typisches Nichtmetall. Die übrigen Elemente der 1. Hauptgruppe werden auch Alkalimetalle genannt, sie sind weiche, reaktionsfähige Metalle.

Die Alkalimetalle geben leicht ihr Valenzelektron ab und sind daher sehr reaktiv. Sie kommen in der Natur nur in gebundener Form vor. Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum.

Gallium ist ein bei 30 °C schmelzendes Halbmetall der 3. Hauptgruppe. Chemisch zeigt es große Ähnlichkeit zum Aluminium, mit dem es in der Natur vergesellschaftet vorkommt. Gallium weist einen fast 2400 K betragenden Flüssigkeitsbereich auf. Es löst sich wie Al sowohl in verdünnten Säuren als auch in verdünnten Laugen. Aus [Ga(OH)₄]- Lösungen wird das Element elektrolytisch gewonnen und z. B. zu A(III)B(V)-Halbleitern (GaAs, GaP) verarbeitet.

Ein Element wird durch Atome gleicher Kernladungszahl charakterisiert. Alle Atome, die die gleiche Zahl von Protonen im Kern enthalten, gehören zum gleichen Element.

Actinium ist ein radioaktives Schwermetall der 3. Nebengruppe. Alle Isotope sind radioaktiv. Das langlebigste Nuklid ²²⁷Ac hat eine Halbwertszeit von 21,8 Jahren. Gewonnen werden kann Actinium aus Kernabbränden oder durch Bestrahlung von ²²⁶Ra mit Neutronen, wobei das entstehende ²²⁷Ra unter ß-Strahlung in ²²⁷Ac zerfällt. Das silberweiße Metall lässt sich in Mengen von über 10 Gramm, z. B. durch Reduktion von AcF mit Kalium herstellen. Chemisch ähnelt das Actinium dem Lanthan und bildet Verbindungen mit der Oxidationszahl III.

Aluminium ist das in der Natur häufigste Metall. Es ist ein reaktives Leichtmetall, das sich an der Luft mit einer stabilen, vor weiterer Korrosion schützenden Oxidschicht überzieht. Als Element der III. Hauptgruppe (sog. Erdmetalle) bildet es Verbindungen in denen es in der Oxidationsstufe +III vorliegt. Das durch Schmelzflusselektrolyse gewonnene Metall wird in der Technik zur Herstellung von Drähten, Verpackungsmaterial und als Bestandteil zahlreicher Legierungen als Werkstoff (Fahrzeugbau) und Baustoff (Profile, Rohre, Bleche) verwendet.

Americium ist ein reaktionsfähiges, silbrig glänzendes, dehnbares Schwermetall. Es ist das 6. Element der Actinoide. Das Metall löst sich leicht in Säuren und bildet überwiegend Verbindungen mit der Oxidationsstufe III. Aber auch rotgelbe Am^{4 +}- Ionen, die in wässriger Lösung nicht beständig sind, und gelbe AmO₂ ⁺- Ionen sind bekannt. Americium wird in Kilogramm-Mengen bei Kernreaktionen aus ²⁴¹Pu gebildet. Einige Verbindungen dienen Spezialzwecken in der Technik und der Medizin.

Barium ist ein silberweiß glänzendes reaktives, weiches Leichtmetall der 2. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle), das an der Luft mit grüner Flammenfärbung zum Oxid, BaO und zum Nitrid, Ba₃N₂, verbrennt. Bariumsulfat und -carbonat sind die wichtigsten Ausgangsverbindungen für die Herstellung des Metalles und seiner Verbindungen. Durch aluminothermische Reduktion des Oxides kann Barium gewonnen werden. Lösliche Bariumverbindungen sind giftig. Metallisches Barium wird in der Technik selten (Gettermetall), einige Verbindungen wie BaSO₄ (Anstrichfarbe, Füllmittel für Papier) und BaCO₃ (Keramiken, Gläser) werden häufig verwendet.

Berkelium ist das 8. Element der Actinoide. Es ist ein duktiles, silberweißes, reaktives Schwermetall, das in seinen Verbindungen überwiegend in den Oxidationsstufen III und IV vorkommt. Durch Umsetzung von BkF₄ mit Lithium kann das Metall gewonnen werden. Bei der mehrmonatigen Bestrahlung von einigen hundert Gramm ²⁴²Pu mit Neutronen bilden sich nur 0,5 g Berkelium. Die beigefarbenen Bk(IV)-Ionen sind in Wasser stabil.

Bismut ist ein silberweiß, mit rötlichem Schimmer glänzendes, sprödes Halbmetall der 5. Hauptgruppe. Die wichtigste Oxidationsstufe ist die Stufe +III (z. B. Bi₂O₃, BiCl₃). Weniger häufig tritt Bismut mit den Stufen +V (NaBiO₃) oder -III (BiH₃) auf. Durch Reduktion von Bi₂O₃ mit Kohlenstoff kann das Metall gewonnen werden. Bei Raumtemperatur ist es an der Luft beständig. Beim Erwärmen reagiert es z. B. mit Sauerstoff, den Halogenen und Schwefel.
Niedrig schmelzende Legierungen für Schmelzsicherungen enthalten neben Bismut auch Sn, Pb und Cd. Bismutpharmaka, z. B. als Darmantiseptika haben nur noch geringe Bedeutung.

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.

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.

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.

Cobalt ist ein dem Eisen und dem Nickel ähnliches Schwermetall, das zu den Elementen der 8. Nebengruppe gehört. Es ist ein erst bei höheren Temperaturen reaktives, glänzendes, hartes Metall, das in seinen Verbindungen überwiegend in den Oxidationsstufen II und III vorliegt. Das Metall, das aus Co₃O₄ durch Reduktion mit Aluminium gewonnen werden kann, dient zur Herstellung korrosionsbeständiger Legierungen und Schneidwerkzeuge. Cobalt ist ein für den Menschen essenzielles Spurenelement. Es ist im Vitamin B 12 enthalten.

Copernicium wurde erstmals 1996 von S. HOFMANN und seinen Mitarbeitern in Darmstadt hergestellt. Es ist ein Element der 12. Gruppe (2. Nebengruppe) und damit ein schweres Homologes des Quecksilbers. Genaue Kenntnisse über Eigenschaften des Elements und seiner Verbindungen liegen noch nicht vor.

Curium ist ein silberweißes, reaktives, und formbares Schwermetall der Gruppe der Actinoide. Das stabilste Isotop ²⁴⁷Cm hat eine Halbwertszeit von 1,56 10⁷ Jahren. Curium wird im Kernreaktor aus Plutonium gebildet. Einige Isotope können in 100g-Mengen hergestellt werden. Das Metall (7. Element der Gruppe der Actinoide) wird u. a. aus CmF₃ durch Reduktion mit Barium gewonnen. Cm(IV)-Ionen oxidieren Wasser. Die stabilste Oxidationsstufe ist Cm(III).

Darmstadtium wurde 1994 in Darmstadt von ARMBRUSTER, MÜNZENBERG und HOFMANN durch Beschuss von Bleifolie (²⁰⁸Pb) mit Nickelkernen (⁶²Ni) hergestellt. Die beobachteten wenigen Atome ²⁶⁹Ds zerfielen im Bereich von wenigen Millisekunden. Das Element ist ein Homologes des Platins, ein Element der 8. Nebengruppe.

Dubnium ist ein Element der 5. Nebengruppe und damit ein Homologes des Tantals. Wenige Atome wurden von sowjetischen Wissenschaftlern (Flerov, Dubna) und US-amerikanischen Wissenschaftlern (Ghiorso, Berkeley) im Zeitraum 1967/ 1970 hergestellt. Es sind Eigenschaften ähnlich dem Tantal zu erwarten. Langlebige Isotope haben Halbwertszeiten im Sekundenbereich.