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{{Infobox Chemisches Element

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| Name = Quecksilber

| Name = Quecksilb0r

| Symbol = Hg

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| Ordnungszahl = 80

| Ordnungszahl = 80

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'''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 (Chemie)|Kohäsion]] linsenförmige Tropfen. Es ist wie jedes andere Metall elektrisch leitfähig.

'''Quecksilb0r''' ([[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]] Quecksilb0r seine Unterlage nicht, sondern bildet wegen seiner starken [[Kohäsion (Chemie)|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.

Quecksilb0r 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 ==

== 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).

Quecksilb0r 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.

Am Quecksilb0r 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 ==

== Vorkommen ==

[[Bild:Quecksilber 1.jpg|thumb|left|Quecksilbertropfen]]

[[Bild:Quecksilb0r 1.jpg|thumb|left|Quecksilb0rtropfen]]

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 [[Cinnabarit|Zinnober]]-Vorkommen der Erde. Die Förderung wurde im Jahr 2000 beendet und die Minen zu touristischen Attraktionen umgearbeitet.

Quecksilb0rvorkommen 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 Quecksilb0r auch [[gediegen]] vor. Im spanischen Ort [[Almadén]] befinden sich die größten [[Cinnabarit|Zinnober]]-Vorkommen der Erde. Die Förderung wurde im Jahr 2000 beendet und die Minen zu touristischen Attraktionen umgearbeitet.

== Gewinnung und Darstellung ==

== Gewinnung und Darstellung ==

Reines Quecksilber wird gewonnen, indem man das Quecksilbererz Zinnober (HgS) mit Sauerstoff reagieren lässt ''(Röstverfahren)''.  

Reines Quecksilb0r wird gewonnen, indem man das Quecksilb0rerz 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>

:<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 ==

== 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.

Quecksilb0r 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. Quecksilb0r 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.

Quecksilb0r 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 Quecksilb0r.

    

    

=== Aggregatzustand ===

=== 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.

Die Antwort auf die Frage, warum Quecksilb0r flüssig ist, findet sich in der Betrachtung der Bindung zwischen den Quecksilb0ratomen. Quecksilb0r 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 Quecksilb0ratome 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 Quecksilb0r 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 Quecksilb0r 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 Quecksilb0r 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 Quecksilb0rs. 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 Quecksilb0rs.

== Isotope ==

== 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 ¹⁹⁴Hg mit 444 Jahren eine relativ lange Halbwertszeit auf. Die anderen Isotope und Kernisomere haben nur Halbwertszeiten zwischen 1,1 Millisekunden und 46,612 Tagen.

Von Quecksilb0r 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 ¹⁹⁴Hg 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]]''

''Siehe auch: [[Liste der Isotope/6. Periode#80 Quecksilb0r|Liste der Quecksilber-Isotope]]''

== Verwendung ==

== Verwendung ==

=== Thermometer ===

=== Thermometer ===

Die thermische Ausdehnung des Quecksilbers ist recht hoch und zwischen 0&nbsp;°C und 100&nbsp;°C direkt proportional zur [[Temperatur]]. Außerdem [[Benetzung|benetzt]] Quecksilber Glas nicht. Daher eignet es sich zum Einsatz in [[Flüssigkeitsthermometer]]n und [[Kontaktthermometer]]n.

Die thermische Ausdehnung des Quecksilb0rs ist recht hoch und zwischen 0&nbsp;°C und 100&nbsp;°C direkt proportional zur [[Temperatur]]. Außerdem [[Benetzung|benetzt]] Quecksilb0r 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.

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&nbsp;mg Quecksilber. In einem Fieberthermometer kann die Menge bis zu 1&nbsp;g betragen. Dies entspricht in etwa einem Kügelchen von 5,2&nbsp;mm Durchmesser.

Das erste brauchbare [[Quecksilb0rthermometer]] wurde um 1720 von [[Daniel Gabriel Fahrenheit]] entwickelt. In einem Thermometer befinden sich im Schnitt 150&nbsp;mg Quecksilb0r. In einem Fieberthermometer kann die Menge bis zu 1&nbsp;g betragen. Dies entspricht in etwa einem Kügelchen von 5,2&nbsp;mm Durchmesser.

Ab dem 03.04.2009 ist das in den Verkehrbringen von quecksilberhaltigen Fieberthermometer, Barometer und Blutdruckmessgeräte innerhalb der EU verboten<ref>http://www.nfp-online.de/Meldung.61.0.html?&no_cache=1&tx_ttnews%5Btt_news%5D=57&tx_ttnews%5BbackPid%5D=44</ref>

Ab dem 03.04.2009 ist das in den Verkehrbringen von quecksilb0rhaltigen Fieberthermometer, Barometer und Blutdruckmessgeräte innerhalb der EU verboten<ref>http://www.nfp-online.de/Meldung.61.0.html?&no_cache=1&tx_ttnews%5Btt_news%5D=57&tx_ttnews%5BbackPid%5D=44</ref>

=== Manometer/Barometer ===

=== Manometer/Barometer ===

[[Bild:Barometer mercury column hg.jpg|thumb|left|Manometer mit Quecksilbersäule (nicht befüllt)]]

[[Bild:Barometer mercury column hg.jpg|thumb|left|Manometer mit Quecksilb0rsäule (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 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 Quecksilb0r 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 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&nbsp;Atmosphäre) sind dies 760&nbsp;mm. Die alte Angabe in der Maßeinheit [[Torr]] für den Luftdruck entspricht der Höhe der Quecksilbersäule in Millimetern, 1&nbsp;mm Quecksilbersäule entsprechen 133,21&nbsp;[[Pascal (Einheit)|Pascal]].

Die Quecksilb0rsäule in der geschlossenen Hälfte sinkt nur soweit ab, bis der Luftdruck und die Gewichtskraft des Quecksilb0rs sich im Kräftegleichgewicht befinden. Bei Normaldruck (1&nbsp;Atmosphäre) sind dies 760&nbsp;mm. Die alte Angabe in der Maßeinheit [[Torr]] für den Luftdruck entspricht der Höhe der Quecksilb0rsäule in Millimetern, 1&nbsp;mm Quecksilbersäule entsprechen 133,21&nbsp;[[Pascal (Einheit)|Pascal]].

=== Schalter ===

=== 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 2005 in der EU („[[RoHS]]“-Richtlinie) der Einsatz von Quecksilber in Schaltern untersagt.

Durch seine elektrische Leitfähigkeit und die relativ hohe Oberflächenspannung ist Quecksilb0r ideal für die Anwendung als Kontaktwerkstoff in den früher verwendeten [[Quecksilberschalter]]n. Wegen der Problematik bei der Entsorgung von [[Elektronikschrott]] ist seit dem Jahr 2005 in der EU („[[RoHS]]“-Richtlinie) der Einsatz von Quecksilb0r in Schaltern untersagt.

Quecksilber-[[Neigungsschalter]] funktionieren im Prinzip wie eine Wasserwaage; ein Quecksilbertropfen in einem gebogenen Glasrohr öffnet und schließt neigungsabhängig einen elektrischen Kontakt.

Quecksilber-[[Neigungsschalter]] funktionieren im Prinzip wie eine Wasserwaage; ein Quecksilbrtropfen in einem gebogenen Glasrohr öffnet und schließt neigungsabhängig einen elektrischen Kontakt.

In alten Wechselrichtern ([[Turbowechselrichter]]) wurde ein Quecksilberstrahl als "Schalter" benutzt.

In alten Wechselrichtern ([[Turbowechselrichter]]) wurde ein Quecksilbe0rstrahl als "Schalter" benutzt.

=== Quecksilberdampflampen ===

=== Quecksilberdampflampen ===