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Zeile 1: − {{Infobox Chemisches Element+ − <!--- Periodensystem --->+ − | Name = Quecksilber+ − | Symbol = Hg − | Ordnungszahl = 80 − | Serie = [[Übergangsmetalle]] − | Gruppe = 12 − | Periode = 6 − | Block = d − | Serienfarbe = LightCoral − <!--- Allgemein ---> − | Aussehen = silbrig weiß − | Massenanteil = 4 · 10<sup>−5</sup> − <!--- Atomar ---> − | Atommasse = 200,59 − | Atomradius = 150 − | AtomradiusBerechnet = 171 − | KovalenterRadius = 149 − | VanDerWaalsRadius = 155 − | Elektronenkonfiguration = <nowiki>[</nowiki>[[Xenon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4[[F-Orbital|f]]<sup>14</sup>5d<sup>10</sup>6[[S-Orbital|s]]<sup>2</sup> − | ElektronenProEnergieNiveau = 2, 8, 18, 32, 18, 2 − | Austrittsarbeit = 4,5 − | Ionisierungsenergie_1 = 1007,1 − | Ionisierungsenergie_2 = 1810 − <!--- Physikalisch ---> − | Aggregatzustand = flüssig − | Modifikationen = − | Kristallstruktur = rhomboedrisch − | Dichte = 13,546 g/cm<sup>3</sup> − | RefTempDichte_K = 293,15 − | CTE = (Volumen) 182 − | Mohshärte = entfällt − | Magnetismus = − | Schmelzpunkt_K = 234,32 − | Schmelzpunkt_C = −38,83 − | Siedepunkt_K = 629,88 − | Siedepunkt_C = 356,73 − | MolaresVolumen = 14,09 · 10<sup>−6</sup> − | Verdampfungswärme = 59,229 − | Schmelzwärme = 2,295 − | Dampfdruck = 0,0002 − | RefTempDampfdruck_K = 234 − | Schallgeschwindigkeit = 1407 − | RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 293,15 − | SpezifischeWärmekapazität = 140 − | RefTempSpezifischeWärmekapazität_K = − | ElektrischeLeitfähigkeit = 1,04 · 10<sup>6</sup> − | RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K = − | Wärmeleitfigkeit = 8,34 − | RefTempWärmeleitfähigkeit_K = − <!--- Chemisch ---> − | Oxidationszustände = 1, '''2''', 4<ref>Bild der Wissenschaft, 1/2008, Seite 13</ref> − | Oxide = Hg<sub>2</sub>O, HgO − | Basizität = leicht [[Base (Chemie)|basisch]] − | Normalpotential = 0,851 [[Volt|V]] (Hg<sup>2+</sup> + 2e<sup>−</sup> → Hg) − | Elektronegativität = 2,00 − | RL 67/548/EWG = Ja − | Gefahrensymbole = {{Gefahrensymbole|T|N}} − | R = {{R-Sätze|23|33|50/53}} − | S = {{S-Sätze|(1/2)|7|45|60|61}} − | Radioaktiv = − <!--- Isotope ---> − | Isotope = − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 192 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 4,85 [[Stunde|h]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] − | Zerfallstyp1ZE = 0,700 − | Zerfallstyp1ZP = [[Gold|<sup>192</sup>Au]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 193 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 3,80 [[Stunde|h]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] − | Zerfallstyp1ZE = 2,340 − | Zerfallstyp1ZP = [[Gold|<sup>193</sup>Au]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 194 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 444 [[Jahr|a]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] − | Zerfallstyp1ZE = 0,040 − | Zerfallstyp1ZP = [[Gold|<sup>194</sup>Au]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 195 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 9,9 [[Stunde|h]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] − | Zerfallstyp1ZE = 1,510 − | Zerfallstyp1ZP = [[Gold|<sup>195</sup>Au]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 196 − | NH = 0,15 − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 197 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 64,14 [[Stunde|h]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] − | Zerfallstyp1ZE = 0,600 − | Zerfallstyp1ZP = [[Gold|<sup>197</sup>Au]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 198 − | NH = 9,97 − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 199 − | NH = 16,87 − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 200 − | NH = 23,1 − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 201 − | NH = 13,18 − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 202 − | NH = '''29,86''' − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 203 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 46,612 [[Tag|d]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]] − | Zerfallstyp1ZE = 0,462 − | Zerfallstyp1ZP = [[Thallium|<sup>203</sup>Tl]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 0 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 204 − | NH = 6,87 − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 205 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 5,2 [[Minute|min]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]] − | Zerfallstyp1ZE = 1,531 − | Zerfallstyp1ZP = [[Thallium|<sup>205</sup>Tl]] − }} − {{Infobox Chemisches Element/Isotop − | AnzahlZerfallstypen = 1 − | Symbol = Hg − | Massenzahl = 206 − | NH = 0 − | Halbwertszeit = 8,15 [[Minute|min]] − | Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]] − | Zerfallstyp1ZE = 1,308 − | Zerfallstyp1ZP = [[Thallium|<sup>206</sup>Tl]] − }} − | NMREigenschaften = − {{Infobox_Chemisches_Element/NMR − | Symbol = Hg − | Massenzahl_1 =199 − | Kernspin_1 =1/2 − | Gamma_1 = 4,769 · 10<sup>7</sup> − | Empfindlichkeit_1 = 0,00567 − | Larmorfrequenz_1 = 35,7 − | Massenzahl_2 = 201 − | Kernspin_2 = −3/2 − | Gamma_2 = 1,765 · 10<sup>7</sup> − | Empfindlichkeit_2 = 0,00144 − | Larmorfrequenz_2 = 13,2 − }} − }} − '''Quecksilber''' ([[Griechische Sprache|gr.]], [[Latein|lat.]] ''hydrargyrum'', Name gegeben von [[Dioskurides]]) ist ein [[chemisches Element]] im [[Periodensystem der Elemente]] mit dem Symbol Hg und der Ordnungszahl 80. Es ist das einzige [[Metalle|Metall]] und neben [[Brom]] das einzige Element, das bei [[Normalbedingungen]] flüssig ist. Aufgrund seiner hohen [[Oberflächenspannung]] [[Benetzung|benetzt]] Quecksilber seine Unterlage nicht, sondern bildet wegen seiner starken [[Kohäsion]] linsenförmige Tropfen. Es ist wie jedes andere Metall elektrisch leitfähig.+ + + + + + + + − Quecksilber bedeutet ursprünglich lebendiges Silber ([[althochdeutsch]] ''quecsilbar'' zu [[Germanische Sprachen|germanisch]] ''kwikw'' „(quick)lebendig“). Das Wort Hydrargyrum ist zusammengesetzt aus den griechischen Wörtern ''hydor'' „Wasser“ und ''argyros'' „Silber“ sowie dem lateinischen Suffix ''-um''. Der Ausdruck ist somit latinisiertes Griechisch und kann mit „flüssiges Silber“ übersetzt werden. + + + + + + + + − == Geschichte ==+ − Quecksilber ist seit prähistorischer Zeit bekannt. So wird es schon in den Werken von [[Aristoteles]], [[Plinius der Ältere|Plinius des Älteren]] und anderen Schriftstellern der Antike erwähnt. Im Altertum wurde es als ''Heilmittel'' verwendet (aufgrund seiner [[Toxizität]] jedoch mit entsprechend negativen Folgen).+ + + + + + + + + + + + + + + + + − Am Quecksilber wurde vom niederländischen Physiker [[Heike Kamerlingh Onnes]] im Jahre [[1911]] das erste Mal das Phänomen der [[Supraleitung]] entdeckt.<ref>Neue Zürcher Zeitung: [http://www.nzz.ch/2005/09/28/ft/articleD609Z.html Unkonventionelle Supraleiter und ihre Parallelen], 28. September 2005</ref> Ab einer Temperatur von 4,2 [[Kelvin]] (−268,9 Grad Celsius) verschwindet dabei der elektrische Widerstand vollständig.+ + + + + + + + + + + + + + + + + + − == Vorkommen ==+ − [[Bild:Quecksilber 1.jpg|thumb|left|Quecksilbertropfen]]+ − Quecksilbervorkommen gibt es unter anderem in [[Serbien]], [[Italien]], [[Volksrepublik China|China]], [[Algerien]], [[Russland]] und [[Spanien]]. Meist findet man es als [[Mineral]] in Form von [[Cinnabarit|Zinnober]] (HgS) in Gebieten mit ehemaliger vulkanischer Aktivität. Seltener kommt Quecksilber auch [[gediegen]] vor. Im spanischen Ort [[Almadén]] befinden sich die größten [[Zinnober]]-Vorkommen der Erde. Die Förderung wurde im Jahr 2000 beendet und die Minen zu touristischen Attraktionen umgearbeitet.+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + − == Gewinnung und Darstellung ==+ − Reines Quecksilber wird gewonnen, indem man das Quecksilbererz Zinnober (HgS) mit Sauerstoff reagieren lässt ''(Röstverfahren)''. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + − :<math>\mathrm{{}HgS\ + O_2 \longrightarrow {}Hg + SO_2}</math><ref>Werner Schröter, K. -H. Lautenschläger: ''Chemie für Ausbildung und Praxis'', Verlag Harry Deutsch, Thun und Frankfurt am Main (1996) ISBN 3-8171-1484-2 Seite 314</ref>+ + + + − == Eigenschaften == − Quecksilber ist ein silberweißes, flüssiges Schwermetall. Es wird manchmal noch zu den [[Edelmetalle]]n gezählt, ist jedoch viel reaktiver als die klassischen Edelmetalle (zum Beispiel [[Platin]], [[Gold]]), die in derselben Periode stehen. Es bildet mit sehr vielen Metallen Legierungen, die sogenannten [[Amalgam]]e. Quecksilber leitet Strom schlecht und verdunstet schon bei Raumtemperatur. − Quecksilber ist etwa 13,5-mal so [[Dichte|dicht]] wie [[Eigenschaften des Wassers|Wasser]], sodass nach dem [[Archimedisches Prinzip|Archimedischen Prinzip]] seine Tragfähigkeit auch 13,5-mal so hoch ist, somit schwimmt auch ein [[Eisen]]würfel (Dichte etwa 7,87-mal so hoch wie die von Wasser) in Quecksilber.+ − + − === Aggregatzustand ===+ − Die Antwort auf die Frage, warum Quecksilber flüssig ist, findet sich in der Betrachtung der Bindung zwischen den Quecksilberatomen. Quecksilber hat eine einmalige Elektronenkonfiguration, die keine stabile Bindung zwischen den einzelnen Atomen zulässt. Die Atome aller anderen bei Raumtemperatur festen Metalle werden durch das sogenannte [[Elektronengas]] [[elektrostatisch]] zusammengehalten, welches aus delokalisierten [[Elektron]]en der äußeren Schale der Atome besteht. Die [[Metallbindung]] kommt durch sogenannte Bänder zustande, welche sämtliche Elektronen eines Energieniveaus enthalten. Solche Bänder werden benötigt, um das [[Pauli-Prinzip]] zu erfüllen. Bei der metallischen Bindung springen Elektronen vom [[Valenzband]], dem energetisch am höchsten liegenden mit Elektronen vollbesetzte Band, ins [[Leitungsband]], dem nicht komplett aufgefüllten Band, und zurück. Durch diese Wechselwirkung werden die Atome zusammengehalten. Als Element der 12. Gruppe des [[Periodensystem|PSE]] besitzen Quecksilberatome komplett gefüllte s- und d-[[Orbitale]], was eine sehr stabile und energetisch günstige Konstellation bedeutet. Das Leitungsband ist leer. Bei [[Zink]] und [[Cadmium]], die in derselben Gruppe des PSE wie Quecksilber stehen, jedoch bei Raumtemperatur fest sind, ist der energetische Unterschied zwischen dem Valenzband zum Leitungsband so gering, dass Elektronen problemlos vom Valenz- ins Leitungsband springen können. Es kommt zu einer metallischen Bindung. Die Besonderheit bei Quecksilber liegt in dem zusätzlichen f-Orbital, welches Zink und Cadmium nicht besitzen. Während Zink und Cadmium jeweils 12 Elektronen in der äußersten Schale haben, hat Quecksilber 26 darin. Aufgrund der [[Lanthanoidenkontraktion]] und des [[Relativistischer Effekt|relativistischen Effekts]] kommt es zu einem Massezuwachs und einer weniger effizienten Abschirmung der Kernladung. Besetzte Orbitale werden so näher an den Kern herangezogen, sowie auch das Valenzband des Quecksilbers. Unbesetzte Orbitale, das Leitungsband, werden nicht näher an den Kern gezogen, was zu einer gewaltigen Energiedifferenz zwischen Valenz- und Leitungsband führt, die bei Zink und Cadmium nicht auftritt. So können kaum Elektronen das Valenzband verlassen, also auch keine gemeinsame Bindung ausbilden. Dies erklärt zugleich auch die leichte Flüchtigkeit und die für Metalle untypische ''schlechte'' Leitfähigkeit des Quecksilbers.+ + − == Isotope ==+ − Von Quecksilber sind insgesamt 34 Isotope und 9 [[Kernisomer]]e mit Massezahlen von 175 bis 208 bekannt. 7 dieser Isotope sind stabil (mit den Massen 196, 198, 199, 200, 201, 202 und 204). Von den radioaktiven Isotopen weist nur <sup>194</sup>Hg mit 444 Jahren eine relativ lange Halbwertszeit auf. Die anderen Isotope und Kernisomere haben nur Halbwertszeiten zwischen 1,1 Millisekunden und 46,612 Tagen.+ − ''Siehe auch: [[Liste der Isotope/6. Periode#80 Quecksilber|Liste der Quecksilber-Isotope]]''+ + + + + + + − == Verwendung ==+ − === Thermometer ===+ − Die thermische Ausdehnung des Quecksilbers ist recht hoch und zwischen 0 °C und 100 °C direkt proportional zur [[Temperatur]]. Außerdem [[Benetzung|benetzt]] Quecksilber Glas nicht. Daher eignet es sich zum Einsatz in [[Flüssigkeitsthermometer]]n und [[Kontaktthermometer]]n.+ + + + + + − Bedingt durch seine starke [[Toxizität]] ist der Einsatz heutzutage auf den wissenschaftlichen Bereich beschränkt, es kann teilweise durch gefärbten Alkohol oder [[Galinstan]] oder elektronische Thermometer ersetzt werden.+ + + + − Das erste brauchbare Quecksilberthermometer wurde um 1720 von [[Daniel Gabriel Fahrenheit]] entwickelt. In einem Thermometer befinden sich im Schnitt 150 mg Quecksilber.+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + − === Manometer/Barometer ===+ − [[Bild:Barometer mercury column hg.jpg|thumb|left|Manometer mit Quecksilbersäule (nicht befüllt)]]+ − Die klassische Bauform eines [[Manometer]]s („Druckdifferenzmessers“) ist ein U-Rohr, dessen Enden mit den beiden Druckatmosphären über Leitungen verbunden sind. Bis in die heutige Zeit ist Quecksilber als Manometerflüssigkeit weit verbreitet.+ + + + − Die alte Bauform des [[Barometer]]s ist ein U-förmiges, aufrecht stehendes Rohr, welches auf einer Seite oben geschlossen ist; damit ist es eine Sonderbauform des [[Manometer]]s.+ + + − Die Quecksilbersäule in der geschlossenen Hälfte sinkt nur soweit ab, bis der Luftdruck und die Gewichtskraft des Quecksilbers sich im Kräftegleichgewicht befinden. Bei Normaldruck (1 Atmosphäre) sind dies 760 mm. Die alte Angabe in der Maßeinheit [[Torr]] für den Luftdruck entspricht der Höhe der Quecksilbersäule in Millimetern, 1 mm Quecksilbersäule entsprechen 133,21 [[Pascal (Einheit)|Pascal]].+ + − === Schalter ===+ − Durch seine elektrische Leitfähigkeit und die relativ hohe Oberflächenspannung ist Quecksilber ideal für die Anwendung als Kontaktwerkstoff in den früher verwendeten [[Quecksilberschalter]]n. Wegen der Problematik bei der Entsorgung von [[Elektronikschrott]] ist seit dem Jahr 2002 in der EU („[[RoHS]]“-Richtlinie) der Einsatz von Quecksilber in Schaltern untersagt.+ + + − Quecksilber-[[Neigungsschalter]] funktionieren im Prinzip wie eine Wasserwaage; ein Quecksilbertropfen in einem gebogenen Glasrohr öffnet und schließt neigungsabhängig einen elektrischen Kontakt.+ − In alten Wechselrichtern ([[Turbowechselrichter]]) wurde ein Quecksilberstrahl als "Schalter" benutzt.+ + + + + + − === Quecksilberdampflampen ===+ − Quecksilber wird in Entladungsgefäßen ([[Quecksilberdampflampe]]n) von [[Gasentladungslampe]]n ([[Leuchtstofflampe]]n, „[[Energiesparlampe]]n“, [[CCFL|Kaltkathodenröhre]]n, Quecksilberdampf-Hochdruck- und -höchstdrucklampen, [[Höhensonne]], [[Quarzlampe]], sog. „[[Schwarzlicht]]lampe“) eingesetzt.+ + + − === Amalgam ===+ − Quecksilber bildet mit anderen Metallen spontan [[Amalgam]]e. Amalgame werden z. B. als [[Amalgamfüllung|Zahnfüllmittel]] eingesetzt. Da Quecksilber durch Amalgambildung die schützende Oxidhaut des Aluminiums zerstört, ist das Mitführen von quecksilberhaltigen Geräten (z. B. Fieberthermometer) in [[Flugzeug]]en verboten. Diese bestehen zum Großteil aus Aluminium. Der Kontakt des Quecksilbers mit dem Aluminium würde das Flugzeug unter Umständen zerstören.+ + + − === Desinfektions- und Beizmittel ===+ − In dem Wunddesinfektionsmittel [[Mercurochrom]] war der wirksame Bestandteil ein organisches Quecksilbersalz. Die heute erhältliche Mercuchrom-Jod-Lösung ist eine Povidon-Jod-Lösung.+ − In [[Merfen]], einem weiteren Desinfektionsmittel, war früher Phenylquecksilberborat enthalten. HgCl<sub>2</sub> ([[Quecksilber(II)-chlorid|Sublimat]]) wurde früher als Desinfektionsmittel in Krankenhäusern verwendet. [[Thiomersal]] besteht zur Hälfte (Masse) aus Quecksilber und wurde vor allem als [[Bakterizid]] bei Impfstoffen eingesetzt.+ + − Die konventionelle Landwirtschaft verwendet Quecksilberverbindungen als [[Beizmittel]] für [[Saatgut]].+ + + + − === Homöopathie ===+ − Quecksilberverbindungen bilden die Grundlage mancher [[Homöopathie|homöopathischer]] Präparate (wie zum Beispiel [[Meditonsin]]<ref>Beipackzettel Meditonsin, [http://www.meditonsin.de/pdf/meditonsin.pdf]</ref>). Allerdings werden diese so stark verdünnt, dass sie nicht mehr giftig sind oder eventuell sogar praktisch nicht mehr im Präparat vorkommen. Es gibt aber auch schwach verdünnte und damit akut oder chronisch toxische Zubereitungen. Im ausgehenden 19. Jahrhundert hielt man Quecksilber für ein geeignetes Medikament gegen Frauenleiden, weswegen es zum Teil in toxischen Mengen verabreicht wurde. Von der Verwendung von Quecksilber und seinen Verbindungen als Heilmittel stammt offenbar die Bezeichnung von Kurpfuschern als "Quacksalber". Verwendet werden hier typischerweise lateinische oder griechische Bezeichnungen der Verbindungen. − + − |- style="background-color:#f08080;"+ − ! Verbindung || Formel || griechisch-lateinisch || lateinisch+ − |-+ − | [[Quecksilber(II)-cyanid]]||Hg(CN)<sub>2</sub> − | Hydrargyrum cyanatum − | Mercurius cyanatus<br/>Mercuricyanid − |- − | [[Quecksilber(II)-iodid]]<br/>Roter Blister<br /> || HgI<sub>2</sub> − | Hydrargyrum biiodatum rubrum − | Mercurius biiodatus<br/>Mercurius iodatus ruber − |- − | [[Quecksilber(I)-chlorid]]<br/>Quecksilberchlorür<br />Calomel || Hg<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> − | Hydrargyrum chloratum − | Mercurius dulcis<br/>Mercurius chloratus − |- − |[[Quecksilber(II)-chlorid]]<br/>Sublimat − | HgCl<sub>2</sub> − | Hydrargyrum bichloratum − | Mercurius sublimatus corrosivus<br/>Mercurius corrosivus − |- − | [[Quecksilberamidonitrat]] (Mercuroamidonitrat),<br />Quecksilber,<br />[[Quecksilber(I)-oxid]] − | [HgNH<sub>2</sub>]NO<sub>3</sub>,<br />Hg,</br>Hg<sub>2</sub>O − | Hydrargyrum oxydulatum nigrum<br/>(Hahnemanni) − | Mercurius solubilis<br/>(Hahnemanni) − |- − | [[Cinnabarit|Quecksilber(II)-sulfid]]<br/>Zinnober || HgS − |Hydrargyrum sulfuratum rubrum − |Mercurius sulfuratus ruber − |} − === Elektrolyse ===+ − Quecksilber spielt eine große Rolle bei der Herstellung von [[Natronlauge]] und [[Chlor]] nach dem [[Chloralkali-Elektrolyse|Amalgamverfahren]]. Während der [[Elektrolyse]] wird das reduzierte Natriummetall als Amalgam, einer Natrium-Quecksilber-Legierung, in eine separate Zelle, den Zersetzer, überführt, um die Bildung des explosiven [[Chlorknallgas]]es und des unerwünschten [[Natriumhypochlorit|Natriummonooxochlorates]] (Natriumhypochlorit) in der Elektrolysezelle zu verhindern. − === Goldwäsche ===+ − Bei der Goldwäsche wird Quecksilber verwendet, um den feinen [[Gold]]staub zu lösen, wodurch Goldamalgam entsteht (siehe [[Amalgamation]]). Da Quecksilber bei niedrigen Temperaturen flüssig wird, bildet es [[Legierung]]en, die besonders leicht schmelzen. Beim Waschen und bei anschließendem Glühen zur Rückgewinnung reinen Goldes gelangt das Quecksilber in die Umgebung. Dies ist der Hauptgrund für die hohe [[Umweltverschmutzung]] bei dieser Art der Goldgewinnung. − Mit dieser Methode ist auch ein Vergolden von Kupferblechen möglich, was zum Beispiel bei den Kuppeln der [[Isaakskathedrale]] in [[Sankt Petersburg]] im 19. Jahrhundert angewendet wurde.+ − Früher wurde unter anderem im [[Harz (Mittelgebirge)|Harz]] auf diese Weise auch Silber gewonnen. ''Siehe auch:'' [[Amazonas#Bedrohung des Amazonas|Amazonas]].+ − === Sonstige Anwendungen ===+ − * Verwendung findet das Metall in [[Knopfzelle]]n und Batterien. Früher wurde es auch in manchen [[Elektronenröhre|Röhren]] der Elektronik wie [[Quecksilberdampfgleichrichter]]n, [[Ignitron]]s, [[Excitron]]s, [[Thyratron]]s usw. verwendet.+ + + + − * In manchen Ländern werden oder wurden [[quecksilber-organische Verbindungen]] zum Beizen von Saatgut verwendet. Dabei kam es im [[Irak]] 1971–1972 zu Massenvergiftungen infolge des Verzehrs von Saatgut.+ − * In der [[Astronomie]] wird Quecksilber zum Bau relativ preisgünstiger Teleskope mit großer Spiegelfläche verwendet: Quecksilber wird in einen tellerförmigen, luftgelagerten Spiegelträger gefüllt, der dann in Rotation versetzt wird. Durch die Rotation verteilt sich das Quecksilber auf der gesamten Spiegelträgerfläche in dünner Schicht und bildet einen nahezu perfekten parabolischen Spiegel. Ein Nachteil dieser Teleskope ist, dass sie nur senkrecht nach oben schauen können, weil sonst das Quecksilber ausläuft.+ + + + − * Die Eigenschaft von Quecksilber, sich wie eine nichtbenetzende Flüssigkeit zu verhalten (Ausnahmen: [[Amalgam|Amalgambildner]] wie Kupfer, Silber, Gold, Aluminium), ist Grundlage für die ''Quecksilber-Porosimetrie''. Hierbei wird Quecksilber unter Druck (0 bis 4000 bar) in Poren unterschiedlicher Größe gedrückt. Über den aufgewendeten Druck und die dabei benötigte Quecksilbermenge können Aussagen über die Beschaffenheit, Form, Verteilung und Größe von Poren und Hohlräumen gemacht werden. Anwendung findet diese Methode unter anderem in der Mineralogie, Pharmazie und den Keramik-Wissenschaften.+ + + + − === Historische Anwendungen === − * Bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts war Quecksilber ein weit verbreites Mittel zur Behandlung der [[Syphilis]]. Dazu wurde das Quecksilber in der Regel auf die Haut aufgetragen oder gelegentlich sogar inhaliert, wobei es in vielen Fällen zu Vergiftungserscheinungen kam. Syphilis galt als Volksseuche und Anspielungen auf die Symptome der Syphilis sowie der damit einhergehenden Quecksilbervergiftung finden sich in vielen literarischen Werken der damaligen Zeit. − * Metallisches Quecksilber diente im gleichen Zeitraum zur Behandlung von [[Darmverschluss|Darmverschlüssen]]. Der Patient nahm dazu oral mehrere Kilogramm metallisches Quecksilber auf, um das Hindernis im Darm zu überwinden. Wenn er die Behandlung überlebte, verließ das Metall seinen Körper auf natürlichem Wege ohne weitere Vergiftungserscheinungen.<ref>Fränztl, ''Enterotomie bei Ileus'', in ''Virchows Archiv'', 49/1870, S.164–192. ISSN 0945-6317 (Print) ISSN 1432-2307 (Online)</ref>+ − * Quecksilber wurde in der Vergangenheit neben [[Wasser]] als [[Arbeitsmittel]] in [[Dampfkraftwerk]]en verwendet. Der [[Dampf]] des Metalles erreichte dabei eine [[Temperatur]] von 500 °C bei einem [[Druck (Physik)|Druck]] von 10 [[Bar (Einheit)|bar]]. Trotz seiner [[Thermodynamik|thermodynamischen]] Vorteile setzte sich das Verfahren wegen der Giftigkeit des Metalles nicht durch.+ + + + + + + − * Quecksilber findet (bzw. fand vor allem in der Vergangenheit) auch Verwendung als Arbeitsmittel in [[Öldiffusionspumpe|Diffusionspumpen]] zur Erzeugung von ölfreiem [[Hochvakuum]].+ + − == Wichtige Quecksilberverbindungen ==+ − * [[Quecksilber(II)-amidchlorid]] ''(D0602Z)''+ − * [[Quecksilber(I)-chlorid]] ''(Mineral [[Kalomel]])''+ − * [[Quecksilber(II)-chlorid]] ''(Sublimat)''+ − * [[Knallquecksilber|Quecksilber(II)-fulminat]] (''Knallquecksilber'')+ − * [[Quecksilber(II)-iodid]] ''([[Neßler-Reaktion]])''+ − * [[Quecksilber(II)-nitrat]]+ − * [[Quecksilber(II)-oxid]]+ − * [[Quecksilber(II)-sulfid]] ''(Mineral [[Cinnabarit]], Zinnober)''+ + − == Nachweis == − [[Bild:Amalgamprobe.jpg|thumb|Die Amalgamprobe]] − Als [[Nachweisreaktion]] für Quecksilbersalze wird die [[Amalgamprobe]] durchgeführt: Die salzsaure Lösung wird auf ein Kupferblech gegeben – zurück bleibt ein nicht abwischbarer, silbriger Amalgamfleck: − <math>\mathrm{Hg^{2\operatorname{+}} + Cu \longrightarrow Hg + Cu^{2\operatorname{+}}}</math> − ([[Redoxreaktion]]: Quecksilberkationen oxidieren Kupferatome zu Kupferionen und werden selbst zu Quecksilberatomen reduziert; letztere bildet mit dem Kupferblech eine Legierung, Kupfer-[[Amalgam]]. Silbersalze bilden ebenfalls Flecke, jedoch ist das hier entstehende Silber fest und somit abwischbar; Silber wird daher besser mit Salzsäure als Chlorid gefällt, welches in verdünntem Ammoniak löslich ist; siehe oben).+ − + − Als weiterer [[Nachweis (Chemie)|Nachweis]] wird die [[Glühröhrchen]] oder [[Glührohrprobe]] verwendet. Dabei wird die zu analysierende Substanz mit etwa der gleichen Menge [[Natriumcarbonat]] (Soda) vermengt und im Abzug geglüht. Quecksilber scheidet sich dann als Tröpfchen an der [[Reagenzglas]]wand ab. Diese Tröpfchen kann man dann mit einem Papierröllchen zu kleinen Perlen verreiben.+ − − Weitere Nachweise sind: [[Kalomel]] (Hg<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>) oder [[Präzipitat (Quecksilberverbindung)|schmelzbares Präzipitat]] sowie [[Präzipitat (Quecksilberverbindung)|unschmelzbares Präzipitat]]. − − == Umweltemissionen == − Quecksilber wird in großen Mengen durch menschliche Aktivitäten freigesetzt. Es wird geschätzt, dass jährlich etwa 2.200 t als gasförmiges Quecksilber in die Atmosphäre abgegeben werden, zudem noch erhebliche Mengen in Böden und Gewässer. Die größte Emissionsquelle ist die Kohleverbrennung. In Stein- und Braunkohle tritt Quecksilber zwar nur in Spuren auf, die hohe Menge der weltweiten verbrannten Kohle führt aber zu erheblichen Freisetzungsraten. Weitere bedeutsame Quellen sind Chlorproduktion, Zementwerke und die kleingewerbliche Goldgewinnung (Artisanal Small Scale Mining). Aufgrund der bekannten Gefahren freigesetzten Quecksilbers wird derzeit auf der Ebene des UN-Umweltprogramms ([[Umweltprogramm der Vereinten Nationen|UNEP]]) diskutiert, ob ein eigenes internationales Abkommen mit dem Ziel der weltweiten Senkung der Emissionen verabschiedet werden soll. − − == Gesundheitsschäden durch Quecksilber == − − ''Siehe auch'' [[Quecksilbervergiftung]] − − Quecksilber ist ein giftiges Schwermetall, das bereits bei Zimmertemperatur [[Verdunstung|verdunstet]]. Bei der Aufnahme über den Verdauungstrakt ist Quecksilber vergleichsweise ungefährlich, eingeatmete Dämpfe wirken aber stark toxisch. − Besonders toxisch sind vor allem die organischen Verbindungen des Quecksilbers, wenn sie mit der Nahrung aufgenommen werden. Je nach Aufnahme sind sowohl eine akute als auch eine chronische Vergiftung möglich. Als Beispiel kann der Fall des englischen Schiffes ''Triumph'' im Jahre 1810 dienen, auf dem sich mehr als 200 Menschen vergifteten, als ein Fass mit Quecksilber auslief. Quecksilber kann allerdings sowohl Vergiftungen verursachen als auch in großer Menge wieder ausgeschieden werden. − − In jüngerer Zeit (2007) sind [[Ayurveda|ayurvedische]] Mittel mit hohen Quecksilbergehalten aufgefallen.<ref>[http://www.oekotest.de/cgi/nm/nm.cgi?doc=akt-010307-ayurveda Ökotest, ''Nahrungsergänzung: Gift in Ayurveda-Produkten entdeckt.'', vom 1. März 2007]</ref> − − == Wissenswertes == − * In der griechischen Antike symbolisierte das Quecksilber den [[Merkur (Mythologie)|Gott]] und den [[Merkur (Planet)|Planeten]] Merkur. Dies wurde von den Römern und den Alchemisten übernommen. Daher ist im Englischen ''mercury'' eine Bezeichnung für das Quecksilber. − * Bei den mittelalterlichen [[Alchemie|Alchemisten]] symbolisierte das [[Einhorn]] das Quecksilber. − * Früher wurden Quecksilbersalze von Hutmachern zum Gerben von Filz (für Filzhüte) verwendet. Der englische Ausdruck ''mad as a hatter'' („verrückt wie ein Hutmacher“), der durch die Figur des verrückten Hutmachers in [[Lewis Carroll]]s [[Alice im Wunderland]] populär wurde, ist dahingehend gedeutet worden, dass bei Hutmachern der häufige Kontakt mit Quecksilber eine chronische Vergiftung zur Folge hatte. Deren Symptome, insbesondere motorische Störungen, habe dann zur Prägung des Ausdrucks geführt. Diese Deutung ist allerdings umstritten.<ref>[http://www.snopes.com/language/phrases/hatter.htm snopes.com, ''Mad as a Hatter'', abgerufen am 5. Dezember 2007]</ref>. − * Der amerikanische Künstler [[Alexander Calder]] baute 1937 einen [[Springbrunnen|Quecksilberspringbrunnen]] zum Gedenken an die Todesopfer des Quecksilberabbaus. Um das Jahr 1000 gab es in den Palästen der [[Kalif]]en von [[Córdoba (Spanien)|Córdoba]] (Medina az-Zahra), [[Kairo]] und [[Bagdad]] mit Quecksilber gefüllte Becken, die für das Spiel mit Lichtwirkungen genutzt wurden, außerdem in großen Porphyrmuscheln angelegte Quecksilberteiche (für Kairo sind 50 [[Elle (Längenmaß)|Ellen]] im Quadrat überliefert). − * Im Grabmal des ersten chinesischen Kaisers soll es Flüsse aus Quecksilber gegeben haben. In der Umgebung hat man wissenschaftlich den Boden untersucht und dabei einen unnatürlich hohen Quecksilbergehalt festgestellt. Dieser allein ist aber noch kein Beleg für die Richtigkeit der Legende. − − == Siehe auch == − * [[Minamata-Krankheit]] (chronische Vergiftung durch Quecksilber) − * [[Hautaufhellung]] − * [[Thimerosal]] − − == Literatur == − * Günther Tölg, Irmgard Lorenz: ''Quecksilber – ein Problemelement für den Menschen?'' Chemie in unserer Zeit 11(5), S. 150–156 (1977), {{ISSN|0009-2851}} − * Klaus Brodersen: ''Quecksilber – ein giftiges, nützliches und ungewöhnliches Edelmetall''. Chemie in unserer Zeit 16(1), S. 23–31 (1982), {{ISSN|0009-2851}} − * Fritz Schweinsberg: ''Bedeutung von Quecksilber in der Umweltmedizin – eine Übersicht''. Umweltmedizin in Forschung und Praxis 7(5), S. 263–278 (2002), {{ISSN|1430-8681}} − * Ebinghaus, Ralf et al.: ''Mercury Contaminated Sites – Characterization, Risk Assessment and Remediation''. Springer Verlag, Berlin 1999, ISBN 3-540-63731-1 − * Watras, Carl J. and Huckabee, John W.: ''Mercury Pollution – Integration and Synthesis''. Lewis Publishers, Ann Arbor 1994, ISBN 1-56670-066-3 − * Prof. Dr. Dr. h. c. Joachim Strähle, Prof. Dr. Eberhard Schweda: "Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie" Jander Blasius, S.466, 16. Auflage, S. Hirzel Verlag 2006, ISBN 3-7776-1388-6 − − == Weblinks == − {{Commons|Mercury (element)|Quecksilber}} − {{Wiktionary|Quecksilber}} − * [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Quecksilber Mineralienatlas – Quecksilber] − * [http://www.allum.de/index.php?mod=noxe&n_id=29 ALLUM: Gute, verständliche Informationen zum Thema Quecksilber] − * [http://www.astro.ubc.ca/LMT/lzt.html Liquid Mirror Telescope – Teleskopspiegel aus Quecksilber] − * [http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/Hg.html Quecksilberisotope] − * [http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBwerkstoffmaterialsubstanz/Quecksilberthermometer.php Handlungsanweisung bei zerbrochenem Quecksilberthermometer] − * [http://userpage.chemie.fu-berlin.de/~tlehmann/sonderab/quecksilber-zu-hause.html Fachmann fragen] − − == Quellen == − <references /> − − {{Navigationsleiste Periodensystem}} − − [[Kategorie:Chemisches Element]] − [[Kategorie:Gruppe-12-Element]] − [[Kategorie:Periode-6-Element]] − [[Kategorie:Übergangsmetall]] − [[Kategorie:Schwermetall]] − [[Kategorie:Gift]] − [[Kategorie:Mineral]] − [[Kategorie:Amorphes Material]] − [[Kategorie:Elemente (Mineralklasse)]] − − [[ar:زئبق]] − [[ast:Mercuriu (elementu)]] − [[be:Ртуць]] − [[bg:Живак]] − [[bn:পারদ (মৌল)]] − [[bs:Živa]] − [[ca:Mercuri (element)]] − [[co:Argentuvivu]] − [[cs:Rtuť]] − [[cv:Ртуть]] − [[cy:Mercwri]] − [[da:Kviksølv]] − [[el:Υδράργυρος]] − [[en:Mercury (element)]] − [[eo:Hidrargo]] − [[es:Mercurio (elemento)]] − [[et:Elavhõbe]] − [[eu:Merkurio (elementua)]] − [[fa:جیوه]] − [[fi:Elohopea]] − [[fr:Mercure (chimie)]] − [[fur:Mercuri (element)]] − [[ga:Mearcair (airgead beo)]] − [[gl:Mercurio (elemento)]] − [[he:כספית]] − [[hr:Živa]] − [[ht:Mèki (eleman)]] − [[hu:Higany]] − [[hy:Սնդիկ]] − [[id:Raksa]] − [[io:Merkurio]] − [[is:Kvikasilfur]] − [[it:Mercurio (elemento)]] − [[ja:水銀]] − [[jbo:margu]] − [[ko:수은]] − [[ku:Zîbeq]] − [[la:Hydrargentum]] − [[lb:Quecksëlwer]] − [[lt:Gyvsidabris]] − [[lv:Dzīvsudrabs]] − [[mi:Konuoi]] − [[ms:Raksa]] − [[nds:Quecksülver]] − [[nl:Kwik]] − [[nn:Kvikksølv]] − [[no:Kvikksølv]] − [[oc:Mercuri (element)]] − [[pl:Rtęć]] − [[pt:Mercúrio (elemento químico)]] − [[qu:Yaku qullqi]] − [[ro:Mercur]] − [[ru:Ртуть]] − [[scn:Mercuriu (elementu chìmicu)]] − [[sh:Živa]] − [[simple:Mercury (element)]] − [[sk:Ortuť (nerast)]] − [[sl:Živo srebro]] − [[sr:Жива]] − [[sv:Kvicksilver]] − [[sw:Zebaki]] − [[ta:பாதரசம்]] − [[th:ปรอท]] − [[tr:Cıva]] − [[uk:Ртуть]] − [[vi:Thủy ngân]] − [[zh:汞]] − [[zh-yue:水銀]]
keine Bearbeitungszusammenfassung
Eigenschaften
[Xe] 4f145d106s2
80
Hg
Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl
Quecksilber, Hg, 80
Serie
Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block
12, 6, d
Aussehen
silbrig weiß
Massenanteil an der Erdhülle
4 • 10−5 %
Atomar
Atommasse
200,59 u
Atomradius (berechnet)
150 (171) pm
Kovalenter Radius
149 pm
Van-der-Waals-Radius
155 pm
Elektronenkonfiguration
[Xe] 4f145d106s2
Elektronen pro Energieniveau
2, 8, 18, 32, 18, 2
Austrittsarbeit
4,5 eV
1. Ionisierungsenergie 1007,1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1810 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand
flüssig
Kristallstruktur
rhomboedrisch
Dichte
13,546 g/cm3 bei 293,15 K
Thermischer Ausdehnungskoeffizient
(Volumen) 182 ppm/K
Mohshärte
entfällt
Schmelzpunkt
234,32 K (−38,83 °C)
Siedepunkt
629,88 K (356,73 °C)
Molares Volumen
14,09 • 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme
59,229 kJ/mol
Schmelzwärme
2,295 kJ/mol
Dampfdruck
0,0002 Pa bei 234 K
Schallgeschwindigkeit
1407 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität
140 J/(kg • K)
Elektrische Leitfähigkeit
1,04 • 106 S/m
Chemisch
Oxidationszustände
1, 2, 4[1]
Oxide (Basizität)
Hg2O, HgO (leicht basisch)
Normalpotential
0,851 V (Hg2+ + 2e− → Hg)
Elektronegativität
2,00 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop
NH
t1/2
ZM
ZE MeV
ZP
192Hg {syn.}
4,85 h
ε
0,700 192Au
193Hg {syn.}
3,80 h
ε
2,340 193Au
194Hg {syn.}
444 a
ε
0,040 194Au
195Hg {syn.}
9,9 h
ε
1,510 195Au
196Hg 0,15 % Stabil
{| class="prettytable"
197Hg {syn.}
64,14 h
ε
0,600 197Au
198Hg 9,97 % Stabil
199Hg 16,87 % Stabil
200Hg 23,1 % Stabil
201Hg 13,18 % Stabil
202Hg 29,86 % Stabil
203Hg {syn.}
46,612 d
β−
0,462 203Tl
204Hg 6,87 % Stabil
205Hg {syn.}
5,2 min
β−
1,531 205Tl
206Hg {syn.}
8,15 min
β−
1,308 206Tl
NMR-Eigenschaften
Spin
γ in
rad•T−1•s−1
E
fL bei
B = 4,7 T
in MHz
199Hg 1/2 4,769 • 107 0,00567 35,7
201Hg −3/2 1,765 • 107 0,00144 13,2
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung
aus RL 67/548/EWG, Anh. I
T
Giftig
N
Umwelt-
gefährlich
R- und S-Sätze
R: 23-33-50/53
S: (1/2)-7-45-60-61