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Schule > Chemie > Atombau und Periodensystem > Die 4. Hauptgruppe im Überblick

Die 4. Hauptgruppe – die Kohlenstoffgruppe

Vertreter: Kohlenstoff C, Silicium Si, Germanium Ge, Zinn Sn, Blei Pb
Gemeinsames Kenn-
zeichen in Atombau: Alle haben 4 Außenelektronen
Gemeinsame
Eigenschaften: Kohlenstoff
Graphit Diamant
- Nichtmetall - Nichtmetall
- Aggregatzustand bei - Aggregatzustand bei Zimmer-
Zimmertemperatur fest temperatur fest
- fettglänzend, grauschwarz, - durchsichtig, farblos, stark licht-
- undurchsichtig brechend
- sehr weich - extrem hart, spröde
- gute elektrische Leitfähig- - keine elektrische Leitfähigkeit
keit
- sehr hoher Schmelzpunkt - sehr hoher Schmelzpunkt
(ca. 3700°C) (ca. > 3550°C)
- sehr hoher Siedepunkt - sehr hoher Siedepunkt (ca. 4800°C;
(ca. 4800°C) wandelt sich in Graphit um)
- geringe Dichte (2,22g/cm- - geringe Dichte (3,5g/cm³)
2,3g/cm)
- Spaltbarkeit ist gut - Spaltbarkeit ist schlecht
- ist unlöslich - ist unlöslich
- reaktionsträge - reaktionsträge
Silicium
- Halbmetall
- Aggregatzustand bei
Zimmertemperatur fest
- dunkelgrau-glänzend
- spröde, hart
- Halbleiter (die elektrische Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur
zu; durch Hinzufügen von Reinmetallen kann die Leitfähigkeit
weiter gesteigert werden)
- hoher Schmelzpunkt (1410°C)
- hoher Siedepunkt (2355°C)
- geringe Dichte (2,33g/cm³)
- nicht wasserlöslich
- reaktionsträge
- reagiert mit erhitzten Laugen unter Wasserstoffbildung
Blei
Metall
Aggregatzustand bei Zimmertemperatur fest
erst hell, silbrig glänzend
nach kurzer Zeit bläulich-grau
weich, dehnbar
schlechte elektrische Leitfähigkeit
niedriger Schmelzpunkt (327,5°C)
Siedepunkt (1740°C)
hohe Dichte (11,34g/cm³)
sehr giftig
Herstellung: Kohlenstoff
Kommt rein in der Natur vor
Silicium
Relativ reines Silicium wird durch die Reduktion von Siliciumdioxid mit
Kohle, Magnesium oder Aluminium gewonnen.
Blei
Das Schwermetall ist bei der Rangfolge der Häufigkeit der Elemente in der
Erdkruste an 36. Stelle. Es gibt noch Abarten, wie Weißbleierz (PbCO3) und
Bleivitriol (PbSO4). Doch das wichtigste in der Natur vorkommende Bleierz
ist der Bleiglanz ( ein Blei (II)sulfid (PbS).
Verwendung: Kohlenstoff
- Kohle
- Erdöl
- Graphit für Bleistifte
- Diamant für Schmuck
Silicium
- Siliciumdioxid wird zur Herstellung von Glas, Glasuren , Zement, Emaillen
und Porzellan verwendet.
- Silicium-Stahl-Legierung in der Industrie (Bei der Stahl-Herstellung als
Desoxidationsmittel)
- Siliciumstahl wird zur Herstellung von Kernen von elektrischen
Transformatoren eingesetzt
- Alle gängigen Computerchips, Speicher, Transistoren usw. verwenden
hochreines Silicium als Ausgangsmaterial (weil Silicium ein Halbleiter ist;
das heißt ,dass die Leitfähigkeit von Silicium durch Einlagerung anderer
Metalle, wie z.B. Arsen, Bor und Phosphor, verändert werden kann)
- Hochreines Silicium befindet sich auch in Solarzellen
Blei
- Verkleidung von Elektrokabeln
- Innenbeschichtung von Rohrleitungen und Tanks
- Abschirmen von Röntgengeräten
- Als radioaktiven Strahlenschutz ( auf Grund der hohen Dichte )
- Mehreren Legierungen
- Als Lötmetall
- Letternmetall (Druck)
- In Anstrichfarbe

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