Die Nichtmetalle

Betrachten wir die „andere“ Seite des PSE. Hier finden wir die Elemente „rechts“ der Bor-Astat-Linie.
Die Nichtmetalle sind Atomarten, die Elementsubstanzen aufbauen, die immer etwas „nicht metallisches“ an sich haben. So sind einige gasförmig bei Raumtemperatur oder sie leiten keinen elektrischen Strom, glänzen nicht oder sind schlechte Wärmeleiter. Irgendwas fehlt immer …

Einige Beispiele:

Eigenschaften / VerwendungenKohlenstoffSchwefelPhosphorStickstoff
lateinischer Name/ NamensbedeutungCarboneum /
Holzkohle
Sulfur /
langsam brennen,
schwelen
Phosphorus /lichttragend, leuchtendNitrogenium/
salpeterbildend
Bau –
Struktur der Modifikationen
Riesenmoleküle
Graphit– geschichtet


Diamant – Tetraedrisch dicht gepackter Kristall
8-atomige
räumlich
orientierte
Moleküle


Moleküle
weiß
– tetraedrisch
4-atomige Moleküle


rot/schwarz – gewellte Doppelschichten
2-atomige
Moleküle

Dichte (g/cm³)2.2672.071.821.251
Schmelztemperatur (°C)355011544.2-210.1
Siedetemperatur (°C)4827444.6280-196
Löslichkeit in WasserUnlöslich in WasserUnlöslich in Wasser,Unlöslich in Wasser, Unlöslich in Wasser,
FarbeSchwarz, farblosGelbWeiß, rot, schwarzFarblos
Glanz Diamant – lichtbrechend
Graphit – grau glänzend
nein nein nein
Geruchgeruchlosgeruchlosgeruchlosgeruchlos
Brennbarkeit
an der Luft
nicht brennbarbrennbarbrennbarnicht brennbar
elektrische LeitfähigkeitGraphit – ja
Diamant – nein
neinneinnein
Verformbarkeit in der Kälte neinnein nein ja (gasförmig)
Verwendung Schmuck (Diamant), Elektroden(Graphit), Kohlenstofffasern
Bohr– und Schneidwerkzeuge (Diamant)
Schwefelsäure- und Düngemittelherstellung, Düngemittel, Feuerwerkskörper, FlammenhemmerDüngemittel, Kühlmittel, Ammoniakherstellung
natürliches VorkommenDiamanten- vulkanische Schlote und in Vergesellschaftung mit dem Mineral Kimberlit
(Südafrika)
weltweit
1500 Fundorte
(Polen, Sizilien,…)
weltweit in Form von Mineralien
(Phosphate)
78,1% der Luft

Diese Atomarten bilden individuelle Elementsubstanzen von großer natürlicher, biologischer und technischer Bedeutung !

Beitrag: Kohlenstoff

Beitrag: Schwefel

Beitrag: Wasserstoff

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Beitrag: Phosphor

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Schwefel – Sulfur (S) – Element 16

Material: Arbeitsblatt Schwefel

Element Nummer 16 wird „Sulfur“ – abgeleitet von „langsam brennen“ – genannt und ist dem Menschen schon seit dem Altertum bekannt. Schwefel wird schon 5000 v. Chr. erwähnt, da es als Arzneimittel (Augen), zum Bleichen von Textilien und zur Desinfektion genutzt wurde. Man findet Schwefel noch heute an der Erdoberfläche an den Austrittsöffnungen von Vulkanen und in ehemaligen vulkanischen Gebieten. Über besonders große Vorkommen verfügen Russland, Polen, Sizilien, USA, Kanada, u.a.
Zur Gewinnung aus dem Erdinneren wurde bis in das Jahr 2000 das Frasch Verfahren genutzt, bei dem mit einem doppelwandigen Rohr 155°C heißes Wasser in die Erde gepumpt wurde und der dadurch gelöste Schwefel (Schmelztemperatur 119,6°C) im Inneren des Rohres nach oben gesaugt werden konnte. Heute wird Schwefel als Nebenprodukt aus Erdgas/Erdöl im Claus Prozess gewonnen und fällt dort so reichlich an, dass eine unterirdische Produktion unrentabel ist.

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Kratersee in Indonesien, Hier bilden die
Schwefelabscheidungen einen Säuresee.
Baden nicht zu empfehlen!

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Was macht den Schwefel zum typischen Nichtmetall?

Schwefel ist spröde und leitet keinen Strom. Außerdem fehlt dem Element der typisch metallische Glanz.

Was weiß der Chemiker über Schwefel und wozu wird Schwefel eigentlich benötigt?

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Streichhölzer enthalten den leicht entzündlichen, gelben Schwefel in ihren Kuppen. Die Farbe der Kuppe ist nur noch eine Modeerscheinung, die durch Farbstoffe erreicht wird.
Durch die Reibung am einer Fläche mit Glassplittern und Phosphor, der Reibefläche, entsteht genug Wärme für die Entzündung der Kuppe und des Holzes.

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Verbrennt man den Schwefel , so entsteht ein Gas mit dem typisch stechenden Geruch, Schwefeldioxid.
Dieses Gas löst sich gut in Wasser. Dabei kommt es zu einer chemischen Reaktion.

SO_2 + H_2O \longrightarrow H_2SO_3

Bau des Schwefels

Brennender Schwefel an einem Vulkan in Indonesien

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