Quecksilber
Das chemische Element Quecksilber (Hg von lat. hydrargentum, abgeleitet vom griechischen hydros = Wasser und lat. argentum = Silber) ist das einzige bei Zimmertemperatur flüssige Metall (einziges anderes Element mit dieser Eigenschaft ist Brom).
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Quecksilber, Hg, 80 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 12 (IIB), 6, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 4 · 10-5 % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 200,59 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxide) | 2, 1 (leicht basisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 2,00 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Austrittsarbeit | 4,5 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | 0,851 V (Hg2+ + 2e- → Hg) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 1007,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1810 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 3300 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | flüssig | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | rhomboedrisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte (Mohshärte) | 13579,04 kg/m3, 1,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 140 J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 1,04 · 106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 8,34 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Quecksilber" bedeutet ursprünglich "lebendiges Silber" (althochdeutsch quecsilbar zu germanisch kwikw = lebendig). Aufgrund seiner hohen Oberflächenspannung benetzt Quecksilber seine Unterlage nicht, sondern bildet abgeplattete einzelne Tröpfchen (Kohäsion).
Anwendungen
Thermometer
Die thermische Ausdehnung des Quecksilbers ist recht hoch und zwischen 0 °C und 100 °C direkt proportional zur Temperatur. Außerdem benetzt Quecksilber Glas nicht. Daher wird es gerne zum Einsatz in Thermometern benutzt. Bedingt durch seine starke Toxizität ist der Einsatz heutzutage auf den wissenschaftlichen Bereich beschränkt. Das erste Quecksilberthermometer wurde um 1720 von Daniel Gabriel Fahrenheit entwickelt.
Barometer
Die alte Bauform des Barometers ist ein u-förmiges, aufrecht stehendes Rohr, welches auf einer Seite oben geschlossen ist. Eine Quecksilbersäule in der geschlossenen Hälfte sinkt nur soweit ab, bis der Luftdruck und die Gewichtskraft des Quecksilbers sich im Kräftegleichgewicht befinden. Die alte Maßeinheit Torr für den Luftdruck ist daher die Höhe der Quecksilbersäule, wobei 1 mm Quecksilbersäule 133,21 Pascal entsprechen.
Amalgam
Quecksilber bildet mit anderen Metallen spontan Amalgame (Quecksilber-Legierungen). Auf Grund der Widerstandsfähigkeit der Amalgame und der Kaltaushärtung werden sie als Zahnfüllmittel eingesetzt, sind jedoch wegen der Giftigkeit von Quecksilberdämpfen in Verruf geraten.
Näheres unter: Amalgam
Elektrolyse
Weiter spielt es eine große Rolle bei der Herstellung von Erdalkalimetallen. Während der Elektrolyse wird das reduzierte Erdalkalimetall durch Quecksilber in einem Amalgam gebunden, damit es nicht sofort wieder eine chemische Bindung eingeht (Chloralkali-Elektrolyse). Das Amalgam wird später thermisch aufgebrochen.
Goldwäsche
Bei der Goldwäsche wird Quecksilber verwendet, um den feinen Goldstaub zu binden. Dies ist der Hauptgrund für die hohe Umweltverschmutzung bei dieser Art der Goldgewinnung.
Sonstige Anwendungen
In manchen Ländern werden/wurden quecksilberorganische Vebindungen zum Beizen von Saatgut verwendet. Dabei kam es im Irak 1971-1972 zu Massenvergiftungen infolge des Verzehrs von Saatgut. Verwendung in Knopfzellen, Hg-Lampen, Energiesparlampen. Die Eigenschaft von Quecksilber sich wie eine nichtbenetzende Flüssigkeit zu verhalten (Ausnahme in Verbindung mit Kupfer) ist Grundlage für die Quecksilber-Porosimetrie. Hierbei wird, vereinfacht gesagt, Hg unter Druck (0 bis 4000 bar) in Poren unterschiedlicher Größe gedrückt. Über den aufgewendeten Druck und das dabei "verbrauchte" Hg können Aussagen über die Beschaffenheit, Form, Verteilung und Größe von Poren und Hohlräumen gemacht werden. Anwendung findet diese Methode unter anderem in der Mineralogie und Pharmazie.
Vorkommen
Meist als Mineral in Form von Zinnober. Die Berichte über einen See aus gediegenem Quecksilber in Russland sind nicht belegbar. In Sibirien in der Nähe der Stadt Aktash gab es bis 1993 betriebene Quecksilberbergwerke. In etwa 3 km Entfernung liegt der "Seelensee", der durch einen Fluss mit Abwassern aus der Quecksilbergewinnung verseucht wurde. Die Vegetation am Ufer des Sees zeigt deutlich die starke Umweltschädigung.
Wichtige Quecksilberverbindungen
- Quecksilber(I)-chlorid (Kalomel)
- Quecksilber(II)-oxid
- Quecksilber(II)-chlorid (Sublimat)
- Quecksilber(II)-amidchlorid (D0602Z)
- Quecksilber(II)-sulfid (Zinnober)
Siehe auch
- Minamata (Toxizität von Quecksilber in der Nahrungskette).
- Quecksilberdampflampe