150 Jahre Periodensystem:

Einladung zur nächsten Experimentalführung

Die 4. Hauptgruppe

In keiner anderen Hauptgruppe ist die Verschiedenheit der zugehörigen Elemente so ausgeprägt wie in der Kohlenstoffgruppe. Hier verläuft auch die „Trennlinie“ zwischen Metallen (links im PSE) und den Nichtmetallen (rechts im PSE).

Kohlenstoff
Das einzige Nichtmetall in dieser Hauptgruppe kommt in der Natur elementar in drei sehr unterschiedlichen Erscheinungsformen vor: Graphit, Diamant und die sogenannten Fullerene. Bekannte Verbindungen des Kohlenstoffs sind Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonooxid, Carbonate (Kalk, Natron, Soda), außerdem enthalten alle organischen Verbindungen Kohlenstoff-Atome.


Video: Zuckerkohle
Rohrzucker (Haushaltszucker) wird mit konzentrierter Schwefelsäure übergossen. Durch diese stark oxidierende und hygroskopische Säure verkohlt der Zucker. Außerdem entsteht Kohlenstoffdioxid, das die Kohle aufschäumt.
https://youtu.be/VyWJsp5ADZI

Zuckerkohle

Video: Explosionsrohr
Pentan (eine flüssige Kohlenwasserstoff-Verbindung)) verdunstet schnell bei Raumtemperatur, im Explosionsrohr bildet sich mit Luft ein explosives Gemisch, das brennbare Gas wird mit Hilfe der Zündkerze gezündet.
https://youtu.be/Usv6NOJKNc8

Explosionsrohr

Silicium und Germanium
Diese beiden Elemente sind Halbmetalle. Silicium kommt häufig in Oxiden (Quarz, Sand) vor. Germanium findet man vor allem gebunden in Sulfiden. Das Halbmetall findet Verwendung in optischen und elektronischen Geräten (Prismen, Linsen, Supraleiter). Erstmals entdeckt wurde es in Freiberg in Sachsen – und erhielt seinen Namen aufgrund der Entdeckung in Deutschland.

Zinn und Blei
Bei diesen beiden Metallen handelt es sich um wichtige Gebrauchsmetalle. Blei hat allerdings aufgrund der Toxizität in dieser Hinsicht an Bedeutung eingebüßt. Bleiakkumulatoren sind jedoch nach wie vor in Kraftfahrzeugen die gängige Autobatterie. Beide Metalle kommen elementar nur selten vor, sondern hauptsächlich gebunden in Oxiden und Sulfiden (SnO2, SnS2, PbS) sowie verschiedenen anderen Salzen.

Marianne Schall, StDin

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