Im vorliegenden Werk werden die bisher in reiner Form vorkommenden 30 chemischen Elemente (Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle), die die International Mineralogical Association auch als eigenständige Minerale anerkannte, also 19 Metalle und sechs Halbmetalle, behandelt. Das Buch vermittelt einen Überblick über ihr gediegenes Vorkommen und Auftreten als chemisches Element. Dazu wird ihre Erdkrustenhäufigkeit mit vermittelt. Im Einzelnen werden zur Veranschaulichung der ausgewählten 24 rein existierenden chemischen Elemente (Sb, As, Pb, Cd, Cr, Fe, Au, In, Ir, Cu, Ni, Os, Pd, Pt, Hg, Rh, Ru, Se, Ag, Si, Te, Bi, Zn, Sn) ein individuelles Kurzportrait, eine Auswahl ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie ihre Geschichte, Etymologie, Vorkommen, Hauptförderländer, Verwendung, aber auch einige ihrer Besonderheiten dargeboten. Aus den Einzelkapitel über die gediegen und elementar vorkommenden Metalle und Halbmetalle geht hervor, dass im Altertum (2.500 BC bis 4. Jh. AD) bereits, neben den sieben Metallen der Antike (Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Fe, Hg), eine unbeabsichtigte Verarbeitung des achten Metalls, des weißen Schwesternmetalls des Goldes, des Platins, erfolgte. Über die wechselvolle, sich über mehr als vier Jahrtausende erstreckende Geschichte des Platins, wurde ihrer Bedeutung wegen eine Kurzchronologie mit den sechs großen Phasen seiner Kulturgeschichte erarbeitet und mit aufgenommen. Großen Einfluss auf den Inhalt des Buches nahm das vom nl. Chemiker und Prof. für Anorganische Chemie Arnold Frederik Holleman (1859-1953) begründete und vom dt. Chemiker und Prof. für Anorganische Chemie Egon Gustaf Martin Wiberg (1901-1976) sowie von seinem Sohn, dem dt. Chemiker und ao. Prof. Nils Wiberg (1934-2007) fortgeführte 'Lehrbuch der Anorganischen Chemie', das vom deutschen Geologen und langjährigen Direktors des Forschungsinstitutes für Internationale Technische und Wirtschaftliche Zusammenarbeit, RWTH Aachen, Prof. Werner Gocht (1938 -2007) herausgegebene Werk 'Handbuch der Metallmärkte' sowie das vom österreichischen o. Professor em. für Metallhüttenkunde der TUB, Dr.-Ing. Franz Pawlek (1903-1994) verfasstem Lehrbuch 'Metallhüttenkunde'. Der Autor stattet wiederum dem Team der UB der TU Chemnitz seinen besonderer Dank für die schnelle, problemlose Bereitstellung der für das Thema benötigten Fachliteratur ab. Das geschaffene Werk soll zur Informationsvermittlung über die gediegen wie auch elementar existierende chemische Elemente leisten.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Allgemeines zu den gediegenen chemischen Elementen.
Rein vorkommende, nachgewiesene Elemente mit ihrer Erdkrustenhäufigkeit.
Antimon gediegen und als Element.
Arsen gediegen und als Element.
Blei gediegen und als Element.
Cadmium gediegen und als Element.
Chrom gediegen und als Element
Eisen gediegen und als Element.
Gold gediegen und als Element.
Indium gediegen und als Element.
Iridium gediegen und als Element.
Kupfer gediegen und als Element.
Nickel gediegen und als Element.
Osmium gediegen und als Element.
Palladium gediegen und als Element.
Platingediegen und als Element.
Quecksilber gediegen und als Element.
Rhodium gediegen und als Element.
Ruthenium gediegen und als Element.
Selen gediegen und als Element als Element.
Silber gediegen und als Element.
Silicium gediegen und als Element.
Tellur gediegen und als Element.
Wismut gediegen und als Element.
Zink gediegen und als Element.
Zinn gediegen und als Element.
Die Geschichte des Platins.
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Das Ziel dieses Werkes ist es, einen umfassenden Überblick über 30 chemische Elemente zu vermitteln, die in der Natur in reiner, gediegener Form vorkommen und von der International Mineralogical Association als eigenständige Minerale anerkannt sind. Die Arbeit fokussiert sich dabei auf die Vermittlung von physikalischen und chemischen Eigenschaften, dem Vorkommen sowie der historischen und industriellen Bedeutung dieser Elemente.
- Detaillierte Kurzportraits der 30 in reiner Form vorkommenden Elemente.
- Analyse der Erdkrustenhäufigkeit und geologischen Vorkommen.
- Untersuchung der Geschichte, Etymologie und industriellen Verwendung.
- Zusammenstellung technischer Daten wie Schmelzpunkt, Dichte und Kristallstruktur.
- Kulturhistorische Einordnung, insbesondere der Geschichte des Platins.
Auszug aus dem Buch
Antimon gediegen und als Element.
Antimon gediegen ist ein durch die IMA anerkanntes Mineral d. Klasse Elemente. Mit einem Massenanteil von 6,5 x 10-5 % belegt Sb die 61. Stelle der EH. in der Erdhülle und zählt damit auch zu den sehr seltenen Metallen. Als Typlokalität für gediegen Sb gilt die Ag-Mine Sala im Västmanland (S); metallisches Sb war schon in China, Babylonien bekannt, Verbindungen wurden schon in der Bronzezeit als Zuschlag zu Cu für Bz verwendet (Funde von Velem-St. Vid, HU). Sie zeigen, Sb war in Europa seit dem Altertum bekannt. Da es im Feuer unbeständig ist und an der Luft verbrennt, wurde Antimon nicht als Metall angesehen. Oft wurde Sb mit Pb verwechselt, erst die Alchimisten unterschieden beide. Im 17. Jh. ging der Name Antimon als Bezeichnung auf das Metall über. Bisher konnte weltweit (Stand: 2011) gediegen Antimon an rd. 300 Orten nachgewiesen werden. In Natur bildet es sich durch Reduktion aus Sb2S3. Gegenwärtig sind (Stand: 2010) 264 Sb-Minerale bekannt. Das Mineral Sb2S3 (Sb: 71,68 M.-%) kann zur Sb-Darstellung verwendet werden.
Als Sb-Erz kommt der häufiger vorkommende Antimonit zum Einsatz. Die Separation von elementarem Sb wird dem Benediktinermönch Blasius Valentinus (1492) zugeschrieben. Johann Tölde (1565-1614), Hrsg. der Valentinus-Schriften, war es, der 1604 in seinem Buch 'Triumphwagen Antimonii' zuerst die Darstellung von metallischem Sb beschreibt. Aber erst im 17. Jh. wurde zwischen dem Mineral Grauspießglanz (lat.: 'antimonium') und metallischem Sb unterschieden. Der alte Name 'Spießglanz' hat den Ursprung im tafelig-würfeligen, spießartigen Aggregate. Der Name Antimon geht aufs Arab. 'Anthos Ammonos' (Blüte des Gottes Ammon) bzw. aufs lat. Wort 'stibium' für Sb zurück und leitet sich vom Altägyptischen für schwarze Schminke ab. Das chemische Symbol Sb (lat. 'stibium') schlug 1814 der schw. Mediziner u. Chemiker Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) vor.
Zusammenfassung der Kapitel
Antimon gediegen und als Element.: Dieses Kapitel beschreibt das Auftreten, die Geschichte und die technischen Eigenschaften von Antimon als Mineral und Element.
Arsen gediegen und als Element.: Hier werden die historischen Kontakte zu Arsen, seine Eigenschaften und die Gewinnung aus Erzen wie Auripigment thematisiert.
Blei gediegen und als Element.: Dieses Kapitel beleuchtet die historische Nutzung von Blei seit der Antike sowie dessen heutige Rolle in Legierungen.
Cadmium gediegen und als Element.: Es wird die Entdeckung von Cadmium und seine Bedeutung als Nebenprodukt der Zink- und Blei-Verhüttung erläutert.
Chrom gediegen und als Element.: Hier liegt der Fokus auf der Bedeutung von Chrom für die Stahlindustrie und als Legierungselement für Korrosionsschutz.
Eisen gediegen und als Element.: Dieses Kapitel behandelt Eisen vor allem in Bezug auf Meteoriten und seine zentrale Rolle in der globalen Stahlherstellung.
Gold gediegen und als Element.: Eine umfassende Darstellung der kulturellen und wirtschaftlichen Bedeutung von Gold von der Antike bis heute.
Indium gediegen und als Element.: Der Inhalt konzentriert sich auf die Entdeckung und die moderne Nutzung von Indium, insbesondere im Bereich der Touchscreen-Technologie.
Iridium gediegen und als Element.: Fokus auf die extreme Beständigkeit von Iridium und dessen Einsatz in hochspezialisierten Legierungen.
Kupfer gediegen und als Element.: Historische Analyse der Kupfergewinnung und die zentrale Rolle des Kupfers als eines der ersten von der Menschheit genutzten Metalle.
Nickel gediegen und als Element.: Beschreibung der technischen Bedeutung von Nickel als Legierungspartner zur Verbesserung der Stahleigenschaften.
Osmium gediegen und als Element.: Behandlung der Härte und der spezifischen industriellen Anwendungen von Osmium.
Palladium gediegen und als Element.: Fokus auf Palladiums Rolle in der Katalysatortechnik und seine Anwendung in modernen Brennstoffzellen.
Platingediegen und als Element.: Eine detaillierte Aufarbeitung der Geschichte des Platins und seiner unentbehrlichen Rolle in modernen industriellen Prozessen.
Quecksilber gediegen und als Element.: Analyse der einzigartigen Eigenschaft des Quecksilbers, bei Raumtemperatur flüssig zu sein, sowie seiner Giftigkeit.
Rhodium gediegen und als Element.: Beschreibung der Verwendung von Rhodium zur Oberflächenveredelung und als hochwirksamer Katalysator.
Ruthenium gediegen und als Element.: Fokus auf die Nutzung von Ruthenium in der chemischen Industrie und der Halbleiterfertigung.
Selen gediegen und als Element.: Beleuchtung der halbleitenden Eigenschaften von Selen und seiner vielfältigen Verwendung in der Optik und Elektronik.
Silber gediegen und als Element.: Historischer Abriss zur Nutzung von Silber als Zahlungsmittel und Edelmetall.
Silicium gediegen und als Element.: Beschreibung der Bedeutung von Silicium für die moderne Halbleitertechnik und die Mikrochip-Produktion.
Tellur gediegen und als Element.: Fokus auf die Anwendungen von Tellur in der Thermoelektrik und in optischen Speichermedien.
Wismut gediegen und als Element.: Analyse der pharmakologischen Verwendung und der physikalischen Besonderheiten von Wismut.
Zink gediegen und als Element.: Darstellung der Rolle von Zink beim Verzinken von Eisenblechen und dessen industrieller Bedeutung.
Zinn gediegen und als Element.: Zusammenfassung der historischen Nutzung von Zinn, insbesondere für Konservendosen und Weichlote.
Schlüsselwörter
Gediegene Metalle, Mineralogie, Chemische Elemente, Erdkrustenhäufigkeit, Metallurgie, Legierungen, Edelmetalle, Antimon, Platinmetalle, Bergbaugeschichte, Kristallographie, Rohstoffgewinnung, Anorganische Chemie, Materialwissenschaften, Industrieanwendungen.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht 30 chemische Elemente, die in der Natur als Mineralien in gediegener, reiner Form vorkommen, und beschreibt deren Eigenschaften, Geschichte und Gewinnung.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themenfelder umfassen die mineralogischen Grundlagen, physikalisch-chemische Daten, historische Etymologien, weltweite Vorkommen sowie die moderne industrielle Verwendung der jeweiligen Elemente.
Was ist das primäre Ziel dieser Arbeit?
Das primäre Ziel ist die umfassende Informationsvermittlung über diese spezifischen chemischen Elemente und die Bereitstellung eines Referenzwerkes für Fachleute und Interessierte.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche und der systematischen Aufarbeitung vorhandener mineralogischer und metallkundlicher Fachdaten unter Einbeziehung historischer Chronologien.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil finden sich detaillierte Kurzportraits zu den einzelnen Elementen, die jeweils über ihre physikalischen Merkmale, Geschichte, Fundorte, Produktion und Anwendungsgebiete informieren.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind gediegene Metalle, Mineralogie, metallurgische Prozesse, industrielle Rohstoffe, Kristallformen sowie die Platingruppenelemente.
Welche Bedeutung hat das Platin in diesem Dokument?
Dem Platin wird eine besondere Rolle beigemessen, da dessen wechselvolle vier Jahrtausende andauernde Geschichte durch eine spezielle Kurzchronologie in sechs Phasen detailliert nachgezeichnet wird.
Wie unterscheidet sich "Gediegen" von der allgemeinen Verwendung in der Alltagssprache?
Während "gediegen" in der Mineralogie das Vorkommen reiner chemischer Elemente in der Natur bezeichnet, wird es in der Alltagssprache häufig als Synonym für stilvoll oder elegant verwendet.
Warum wird die Erdkrustenhäufigkeit für jedes Element aufgeführt?
Die Angabe der Erdkrustenhäufigkeit dient der wissenschaftlichen Einordnung der Seltenheit und der geologischen Verfügbarkeit der jeweiligen Metalle, Halbmetalle oder Nichtmetalle.
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Ing., Dr.-Ing. Wolfgang Piersig (Autor:in), 2015, Gediegene Metalle als Mineralien und Elemente, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/302404
