Hermann Sicius Bücher

Vor dem Hintergrund jüngster Erdbebenkatastrophen beleuchtet das Buch die Bedeutung einer besseren Vorbereitung, um die Folgen solcher Naturereignisse zu mildern. Es erklärt, wie das Verständnis der Plattentektonik entscheidend ist, um die Risiken zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen.

Die Edelgase, von Helium bis Radon, sind bei Raumtemperatur gasförmig, wobei das künstlich erzeugte Oganesson noch in seiner Aggregatzustandsdebatte steht. Während Helium und andere Edelgase häufig in Gasentladungslampen und Ballons verwendet werden, beleuchtet der Autor auch weniger bekannte Aspekte, wie die chemischen Verbindungen dieser Gase und deren mögliche Anwendungen. Zudem wird die aktuelle Forschungslage analysiert und ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben.

Dieses Referenzwerk beschreibt umfassend, kompakt und präzise die Geschichte, Eigenschaften, Herstellung und Anwendung aller Elemente des Periodensystems. Besonderes Augenmerk liegt auf den chemischen Verbindungen der Elemente, die ebenfalls umfangreich dargestellt werden. Dieses Buch enthält 23 Kapitel, die in Form von Unterkapiteln jeweils die Elemente der acht Hauptgruppen, der ersten und zweiten sowie der vierten bis zehnten Nebengruppe, der Seltenerdmetalle und der dritten Nebengruppe, sowie der Actinoide enthalten. Abschließend folgt ein Ausblick auf die noch nicht entdeckten Elemente der achten und neunten Periode, auf alternative, umweltfreundlichere Antriebe für Kraftfahrzeuge wie Batterien und Brennstoffzellen sowie auf die Technologie der Halbleiter, also Gebiete, die auch in der Zukunft eine stets wachsende Forschungstätigkeit sehen werden. Wenn immer möglich, hielt ich in diesem Buch bei der Darstellung der chemischen Verbindungen der Elemente stets die Reihenfolge von Chalkogeniden, Halogeniden, Pnictogeniden und sonstigen Verbindungen aufrecht. Der einführende, die Historie des jeweiligen Elements beleuchtende Teil enthält in vielen Fällen Biografien bekannter Forscher, deren Schaffensperioden im von der nahen Vergangenheit bis ins Mittelalter reichenden Zeitraum liegen. Nicht nur Portraits von Chemikern werden Sie finden, sondern auch von Kernphysikern, Astronomen und Medizinern. Ich wünsche diesem Standardwerk eine breite Leserschaft, die daraus den größtmöglichen Nutzen zu ziehen vermag. Es freut mich, dass Sie dabei sind, die so faszinierende Anorganische Chemie neu zu entdecken.

Hermann Sicius stellt ausführlich die Elemente der zweiten Nebengruppe vor (Zink, Cadmium, Quecksilber, Copernicium), deren physikalische und chemische Eigenschaften relativ ähnlich sind. Auswirkungen der Lanthanoidenkontraktion erkennt man hier kaum noch. Cadmium steht in seinen Eigenschaften etwa zwischen dem Zink und dem Quecksilber. Zink und Cadmium haben negative Normalpotentiale, wogegen Quecksilber ein Halbedelmetall ist. Die Elemente dieser Gruppe geben meist ein oder zwei äußere Valenzelektronen ab, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen. Für das höchste Element dieser Nebengruppe, das Copernicium, konnten bisher kaum chemische Untersuchungen durchgeführt werden. Es ist zu erwarten, dass es sich chemisch ähnlich wie Quecksilber verhält. Zink als Element kennt man seit dem 17. Jahrhundert, Cadmium seit 1817, wogegen Quecksilber schon in der Antike bekannt war. Die erstmalige Darstellung von Atomen des Coperniciums gelang 1996.

Hermann Sicius stellt ausführlich die Elemente der zehnten Nebengruppe (Nickel, Palladium, Platin und Darmstadtium) vor, deren physikalische und chemische Eigenschaften relativ ähnlich sind. Nickel wurde 1751 entdeckt, Palladium 1803, und Platin war zumindest in legierter Form schon in Altägypten bekannt. Auch beim Elementenpaar Palladium und Platin erkennt man noch die Auswirkung der Lanthanoidenkontraktion. Die jeweiligen physikalischen Eigenschaften dieser zwei Elemente unterscheiden sich jedoch schon merklich, nicht aber die chemischen. Die Eigenschaften des Nickels dagegen weichen von denen der zwei „edlen“ Platinmetalle Palladium und Platin deutlich ab. So zeigt Nickel ein negatives Normalpotential sowie niedrigere Dichten, Schmelz- und Siedepunkte. Bei Nickel ist die Oxidationsstufe +2 die stabilste, Palladium und Platin treten jeweils mit der Oxidationsstufe +2 und +4 auf und Iridium mit +4. 1994 konnten die ersten Atome des Darmstadtiums erzeugt werden.

Hermann Sicius stellt ausführlich die Elemente der ersten Nebengruppe (Kupfer, Silber, Gold, Roentgenium) vor, deren physikalische und chemische Eigenschaften relativ ähnlich sind. Kupfer, Silber und Gold sind bereits seit Jahrtausenden bekannt. Beim Elementenpaar Silber und Gold ist die Lanthanoidenkontraktion nur noch abgeschwächt erkennbar. Die jeweiligen physikalischen Eigenschaften von Kupfer, Silber und Gold ähneln sich bis auf die von Kupfer zu Gold zunehmende Dichte, dafür nimmt – wie auch schon bei den Elementen der vierten bis zehnten Nebengruppe – die Reaktivität vom Kopfelement (hier: Kupfer) zum schwersten Gruppenmitglied (hier: Gold) zu. Auch Kupfer ist aber schon ein Halbedelmetall. Bei Kupfer sind die Oxidationsstufen +1 und +2 am stabilsten, bei Silber +1 und bei Gold +1 und +3. Erst 1994 konnte das erste Atom des Roentgeniums erzeugt werden.

Hermann Sicius stellt ausführlich die Elemente der neunten Nebengruppe (Cobalt, Rhodium, Iridium und Meitnerium) vor, deren physikalische und chemische Eigenschaften relativ ähnlich sind. Cobalt wurde 1735 entdeckt, Rhodium und Iridium Anfang des 19. Jahrhunderts. Auch beim Elementenpaar Rhodium und Iridium ist noch die Auswirkung der Lanthanoidenkontraktion zu beobachten. Die jeweiligen physikalischen Eigenschaften dieser zwei Elemente unterscheiden sich jedoch schon merklich, nicht aber die chemischen. Die Eigenschaften des Cobalts dagegen weichen von denen der zwei „edlen“ Platinmetalle Rhodium und Iridium deutlich ab, so zeigt Cobalt ein negatives Normalpotential sowie niedrigere Dichten, Schmelz- und Siedepunkte. Bei Cobalt ist aber die Oxidationsstufe +2 die stabilste, bei Rhodium +3 und bei Iridium +4. Kürzlich gelang jedoch die Erzeugung von Iridium-VIII- und IX-Verbindungen. 1982 konnten die ersten Atome des Meitneriums erzeugt werden.

Hermann Sicius stellt ausführlich die Elemente der achten Nebengruppe (Eisen, Ruthenium, Osmium und Hassium) vor, die allesamt harte, hochschmelzende Metalle sind. Auch bei den Platinmetallen Ruthenium und Osmium wirkt sich noch die Lanthanoidenkontraktion aus. In ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich Ruthenium und Osmium relativ deutlich, aber nur wenig in Bezug auf ihre chemischen Eigenschaften. Eisen weicht dagegen hinsichtlich seines unedlen Charakters und niedrigeren Dichten, Schmelz- und Siedepunkten schon deutlich ab. Die Elemente dieser Gruppe können maximal acht äußere Valenzelektronen abgeben, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erreichen. Die Entdeckung des Eisens – eines der häufigsten Elemente überhaupt – erfolgte schon 3.000 v. Chr. in Mesopotamien, wogegen Osmium und Ruthenium als sehr seltene Elemente in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts entdeckt wurden. Die künstliche Erstdarstellung von Atomen des Hassiums gelang 1984.

Hermann Sicius stellt ausführlich die Elemente der siebten Nebengruppe (Mangangruppe) vor. Er zeigt, dass die Elemente dieser Gruppe, mit Ausnahme des Mangans, chemisch meist relativ reaktionsträge sind und regelmäßige Abstufungen ihrer Eigenschaften zeigen. So nehmen vom Mangan zum Rhenium Dichte, Schmelz- und Siedepunkte zu, die Reaktivität jedoch ab. Mangan findet sich als Bestandteil sehr harter Stähle, Technetium wird als Radiotherapeutikum eingesetzt, Braunstein wird in Batterien benötigt, Kaliumpermanganat als Desinfektionsmittel und Rhenium als Bestandteil ermüdungsfreier Legierungen für Turbinenschaufeln eingesetzt. Technetium war das erste Element, das nur auf künstlichem Wege erstmals dargestellt werden konnte, Rhenium ist eines der seltensten Elemente in der Erdhülle und nur Mangan kommt mit einem Anteil von 850 ppm noch relativ verbreitet vor. Bohrium wiederum, das schwerste Element der Gruppe, ist ebenfalls nur durch künstliche Prozesse (Kernfusion) zugänglich. p>

Hermann Sicius stellt in diesem essential die Elemente der sechsten Nebengruppe (Chromgruppe) ausführlich vor. Er zeigt, dass die Elemente dieser Gruppe chemisch meist relativ reaktionsträge sind und regelmäßige Abstufungen ihrer Eigenschaften zeigen. So nehmen vom Chrom zum Wolfram Dichte, Schmelz- und Siedepunkte zu, die Reaktivität leicht ab. Chrom, Molybdän und Wolfram entdeckte man Ende des 18. Jahrhunderts, das nur künstlich darstellbare Seaborgium erst etwa 200 Jahre später. Molybdän ist z. B. Bestandteil sehr harter Stähle, Wolfram wurde für Wendeln von Glühlampen verwendet.