Bor
Hoher Schmelz- und Siedepunkt (2000°C/3900°C)
Oxidationszustände -3,+1,+2,+3
2 stabile Isotope (10/11)
3 Modifikationen (versch. Kristallstrukturen)
schwarzer Feststoff, 2. Größte Härte aller Elemente, reaktionsträge
Mumifizierung,Textilreinigung, Glasherstellung
ausschließlich als Sauerstoff-Verbindungen
Spurenelement, Knochenstoffwechsel, Gehirnfunktion, Bortezomib (Behandlung Multiple Myelom), Herstellung besonders harter und leichter Werkstoffe, Strahlenschutz, Permanentmagnete
Borat
BO3 3-
Mineralklasse, Salz der Borsäure H3BO3
Borsäure: schwache Säure, einprotonig, Desinfektionsmittel, Konservierung, Insektizide
Kohlenstoff
Oxidationszustände: -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4
2 Stabile Isotope: 12/13 (geringe Häufigkeit)
Diamant (sp3, kubisch, größte Härte, farblos), Graphit (sp2, hexagonal, pi-Elektronen, schwarz, vdw Kräfte, höchster schmelz/ Sublimationspunkt aller Elemente, Holzkohle, verbrannter Diamant), selten: Lonsdaleit, Fullerene
Bleistift, Moderatoren (KKW), Pigment, Wasserfilter, Durchfallerkrankungen, Schmuck
Carbonat
CO3 2-
sp2, delokalisierte pi Bindung, trigonal planar
Base Kohlensäure H2CO3 (CO2 reagiert in wässriger Lösung zu Kohlensäure)
bilden Salze, schwer wasserlöslich (außer Alkali-Carbonate), Minerale
Natron (Backtriebmittel), Zahnpasta, Sodbrennen (Neutralisiert Magensäure), Puffersubstanz, Feuerlöscher
Acetat
CH3COO -
Base der Essigsäure (schwach), farblose gut wasserlösliche Salze, Herstellung aus Essigsäure
Lebensmittelkonservierung, Pflanzensäfte, ätherisches Öl, Acetylgruppe, Säuerungsmittel, Reiniger, Kosmetik
Oxalat
C2O4 2-
Base der Oxalsäure (stark), einfachste Dicarbonsäure, schwer wasserlösliche Salze, Reduktionsmittel
Entstehung bei unvollständigem Zucker-Abbau, Pflanzen (Klee)
Nierensteine: bildet schwerlösliche Salze mit Ca2+ und Fe2+ —> Kristallbildung, Erschwerung der Eisenaufnahme im Darm, Calciumverarmung im Gewebe: Herzschäden, Lähmung
Reinigungsmittel, Fällung Calciumoxalat, Wirkstoffsalze
Tartrat
C4H4O6 2-
Salz der Weinsäure
Pharmazie: Gegenanion zu basischen funtionellen Gruppen
schwerlöslich in Wasser
Lebensmittelzusatz, Backpulver, Sahne Stabilisierung, früher: Brechmittel (Brechweinstein), Chelator (Komplexierung von Cu-/Bi-Ionen, Seignettesalz)
Cyanid
CN-
Salz der Blausäure (farblos, giftig)
einzähniger Ligand (Kaliumhexacynidoferrat(II), im Magen: Blausäure kann durch Magensäure freigesetzt werden —> Cyanide der (Erd)Alkalimettalle
extrem giftig, tödlich: Bindet irreversibel an Sauerstoff-Bindungsstelle in der Atmungskette —> inneres Ersticken
Bergbau, organische Synthesen
Stickstoff
gasförmig bei RT
Oxidationsstufen: 5 bis -3
Alchemie, Haber-Bosch Verfahren (großtechnische Ammoniakherstellung), Ostwaldverfahren HNO3
Atmosphäre, Aminosäuren, Nucleinsäuren, Bakterien: Umsetzen von N2 in NOx, Kreislauf: Tiere/ Pflanzen —> Boden (Bakterien) —> Luft
Linde-Verfahren: Destillation aus flüssiger Luft
Schutzgas, Treibgas, Warzenvereisung, Schockfrieren, Lagerung biologischer/ medizinischer Proben
Ammoniak/ Ammonium
NH3/ NH4 +
farblos, wasserlöslich, giftiges Gas
in wässriger Lösung basisch
Gewinnung von Düngemittel/ Kunststoffe/ Harnstoff
Toxikologie: Hirnschädigung, Leberversagen, tödlich
Stickstoffmonoxid
NO
freies Radikal
kann Methämoglobin bilden: toxisch (Gefäßdilataion (erweitung) in glatten Muskelzellen)
Nitrit
NO2 -
deprotonierte salpetrige Säure
Boden, Gewässer, Luft, Kläranlagen
schnelle Zersetzung, deshalb einleiten von Stickoxiden in Natronlauge im Labor
Fleisch Pökeln
Toxikologie: oxidiert Eisen, Methämoglobin (kein aktiver Sauerstofftransport möglich), bei höheren Temperaturen kanzerogene Nitrosamine
Nitrat
NO3 -
deprotonierte Salpetersäure
Grundchemikalie, oxidierend, Düngemittel
Toxikologie: Reduktion Nitrat —> Nitrit, gefahr der Bildung von krebserregenden Nitrosaminen (Trinkwasser)
Phosphor
Oxidationszustände: -3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
1 stabiles Isotop: 31P
Modifikationen: weiß (flüchtig, sehr reaktiv, kubisch, Lumineszenz), schwarz (pyramidal, sechsringmaschen, hergestellt durch Druckeinwirkung auf weißen Phosphor, ungiftig), violett (monoklin, hergestellt aus zweiwöchigem Erhitzen von weißem Phosphor), rot (amorph, herstellung durch mehrstündiges Erhitzen, reaktionsträger als weißer)
Vorkommen meist als Phosphate (PO4 3-), Mineralien, Klärschlamm
Flammschutzmittel, Streichhölzer, Weichmacher, Düngemittel
DNA/ RNA Stränge, ATP (Energiestoffwechsel), mit Calcium als Hydroxylapatit Knochen-/ Zähnebestandteil, ph-Blutpuffersystem
Phosphat
PO4 3-
Base der Phosphorsäure: dreiprotonig, —> Dihydrogenphosphat —> Hydrogenphosphat —> Phosphat
H3PO4 + H2O ⇌ H2PO4 - + H3O+ pKs1 = 2,16
H2PO4 - + H2O ⇌ HPO4 2- + H3O+ pKs2 = 7,21
HPO4 2- + H2O ⇌ PO4 3- + H3O+ pKs2 = 12,32
- häufigste Phosphor-Verbindung
Schwefel
Oxidationsstufen: +2, +4, +6
4 Isotope: 32, 33, 34, 36
5 Kristallmodifikationen, hpts rhombisch
nichtmetall
früher: Desinfektions und Bleichmittel, Eiweißbestandteil, Vulkane, Gewinnung aus Erdgas, proteinogene Aminosäuren (Disulfidbrücken für Stabilität), Cystin, Äußere Anwendung (auf Haut: Schwefelwasserstoff —> bakteriostatische Wirkung), Desinfektion (Weinfässer, Trockenfrüchte), Akne und Mykosen, Gummiherstellung
Ionen: Sulfat (SO4 2-), Sulfit (SO3 2-), Thiosulfat (S2O3 2-), Thiocyanat (SCN-), Sulfid (S 2-)
Lithium
Oxidationsstufen: 0, +1
hohe Reaktionsfähigkeit, kommt elementar nicht natürlich vor, Lagerung geschlossen in Petroleum, Fleisch, Fisch, Eier, Mineralien (Patalit, Amblygonit, Spodumen)
Abbau in Salzseen, Nebenprod.: Pottasche, Borax, Cäsium, Rubidium
2 LiCl + Na2CO3 → Li2CO3↓ + 2 NaCl
Li2CO3 +2 H3O+ + 2 Cl– → 2 Li+ + 2 Cl– + CO2 + 3 H2O Li+ + e- → Li (Elektrolyse bei 450-500°C)
2 Cl- → Cl2 + 2e
Batterien (Lithium-Ionen-Zelle),Entfernung von Stickstoff aus Gasen, Legierungen: Verbesserung Zugfestigkeit, Härte, Elastizität, Leichtigkeit, Pyrotechnik
Behandlung Affektstörungen, Manie, Depressionen, in Form von Salzen in sehr geringer Konzentration (Wirkung: Ausschüttung Glückshormon Serotonin, Hemmung Dopamin-Rezeptoren)
Natrium
hochreaktiv mit Wasser: 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2, kein elementares Vorkommen
Kochalz, Soda (Na2CO3), Natronsalpeter (NaNO3)
Erdkruste, Meerwasser, NaCl, Chilesalpeter (Natriumnitrat)
Lichterzeugung (Natriumdampflampen), Kühlmittel (Ventile von Verbrennungsmotoren), Reduktionsmittel, Kernseifen
Physiologie: Mengenelement, Natriummangel: (Hyponatriämie) anschwellen Körperzellen, epileptische Anfälle, Aktionspotentiale in Nervenzellen, Natrium-Kalium-Pumpe (Katalysiert durch ATP den Transprot von Na+ nach außen und K+ in die Zelle)
Kalium
weiches Leichtmetall, reaktiv, 2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2
Gewinnung: aus Kaliumchlorid, Reduktion mit elementarem Natrium Na + KCl → K↑ + NaCl
sehr häufiges Vorkommen, Mineralien: Sylvin, Schönit, Muskovit
Kühlflüssigkeit, Schmierseifen, Gegenion für bessere Löslichkeit, Kaliumluftfilter (bindet CO2, setzt O2 frei), Düngemittel (Bestandteil Xylem (Leitgewebe), fördert Blattflächenwachstum, begünsitgt Photosynthese)
Physiologie: Mengenelement, Vorbeugung Bluthochdruck, Nierensteine, Schlaganfälle, Zellwachstum, Reizbildung, Hormonhaushhalt, Knochenstoffwechsel
Magnesium
Oxidationsstufen: 0, +2, weiches Metall, mit H2O Magnesiumhydroxid
reaktionsfreudig —> kein elementares Vorkommen, verursacht mit Ca die Wasserhärte, Mineralien: Carbonate, Silikate, Chloride, Sulfate, gebrigsbildend (Dolomit), Spinell, Talk
Gewinnung: 1. Schmelzflusselektrolyse mit Chlorgas als Nebenprodukt, 2. Thermische Reduktion von MgO (Pidgeon-Prozess), 3. aus Meerwasser (Ausfällung Magnesiumhydroxid, dann Elektrolyse)
Wunderkerzen, Reduktionsmittel, Entschwefelung, Grignard-Verbindungen, Autobau, Implantate
Zentralatom im Chlorophyll, Coenzym, Stabilisierung Ruhepotential, Mangel: Ruhelosigkeit, Reizbarkeit, Krämpfe, Aufgenommen im Dünndarm
Magnesiumbrände: Ersticken (Keinesfalls H2O/ CO2)
Calcium
Oxidationsstufen: 0, +2, 3 Modifikationen, guter el Leiter, mit H20 Calciumhydroxid und H2
Last changed2 years ago