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Blei

Chemie und Physik des chemischen Elements Blei.



Blei Chemie

Blei - chemisches Zeichen Pb (lateinisch: Plumbum), Ordnungszahl 82 - ist ein weiches, dehnbares, an frischen Schnittstellen weißglänzendes, metallisches chemisches Element der Kohlenstoffgruppe, das in kubisch-flächenzentriertem Gitter kristallisiert.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Blei

Bezeichnung:Blei Symbol:Pb Ordnungszahl:82 Atommasse:207,2(1) u Periodensystem-Stellung:15. Gruppe, 4. Hauptgruppe, 6. Periode, p-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Kohlenstoff-Gruppe, Tetrele, Tattogene Entdeckung:Etwa 7000 vor unserer Zeitrechnung; mittlerer Osten. Bedeutung des Namens: Historische Bezeichnungen:Symbol Pb von Plumbum (lateinisch für Blei). Englischer Name:Lead CAS-Nummer:7439-92-1 InChI-Key:WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N

 

Das Blei-Atom

Identifikations-Merkmal für das Pb-Atom - und somit für das Element Blei - ist das Vorhandensein von 82 Protonen im Atomkern; man nennt diese Zahl Kernladungszahl oder Protonenzahl und sie entspricht der Ordnungszahl, die wiederum die Stellung des Bleis im Periodensystem bestimmt. Im ungeladenen und damit elektrisch neutralen Pb-Atom befinden sich zudem 82 Elektronen in der Elektronhülle.

Für Unterschiede bei den Blei-Atomkernen bei gleichbleibender Kernladungszahl sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Blei-Isotope bzw. Blei-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Blei-Vorkommen bestehen aus einem Gemisch aus mehreren Nukliden unterschiedlicher Masse; die relative Atommasse wird daher mit 207,2(1) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Pb82[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 2262610261014261022

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE des Bleis auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Pb-Atom zu trennen.

1. IE: 7,41663 eV2. IE: 15,03248 eV3. IE: 31,9373 eV4. IE: 42,32 eV5. IE: 68,8 eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Blei-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
88005158611520013035

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
38513554306625862484

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
891,8761,9643,5434,3412,2141,7136,9

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
147106,483,320,718,1

 

Weitere Daten

Atomradius:154 pm (berechnet)
180 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:146(5) pm (nach Cordero et al.)
144 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
135 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
137 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:18,26 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,963; ωL1: 0,128; ωL2: 0,397; ωL3: 0,343 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,066; F13: 0,62; F23: 0,119

 

Spektrallinien des Bleis

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Bleis mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Blei-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:2,33 nach Pauling
1,55 nach Allred-Rochow
1,854 nach Allen
2,01 nach Sanderson
3,90 eV nach Pearson
Elektronaffinität:0,356 743(16) eV bzw. 34,4204(15) kJ mol-1

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Bleis:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-0,58+ IIBleimonoxidPbO (s) + H2O+ 2 e-Pb (s) + 2 OH-Blei0
-0,3588+ IIBleisulfatPbSO4 (s)+ 2 e-Pb (s) + SO42-Blei0
-0,13+ IIBlei(II)-KationPb2++ 2 e-Pb (s)Blei0
1,46+ IVBlei(IV)-Oxid, β-β-PbO2 (s) + 4 H++ 2 e-Pb2+ + 2 H2OBlei(II)-Kation+ II
1,468+ IVBlei(IV)-Oxid, α-α-PbO2 (s) + 4 H++ 2 e-Pb2+ + 2 H2OBlei(II)-Kation+ II
1,69+ IVBlei(IV)-KationPb4++ 2 e-Pb2+Blei(II)-Kation+ II

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Bleis

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Bleis auf.

Schmelzpunkt:327,462 °C Schmelzenthalpie (molar):4,77 kJ mol-1 Schmelzenthalpie (spezifisch):23,4 kJ kg-1 Siedepunkt:1749 °C Verdampfungsenthalpie:179,4 kJ mol-1 Wärmekapazität:26,650 J mol-1 K-1 (molar)
0,129 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:105 K Thermische Leitfähigkeit:35,3 W m-1 K-1 Temperaturleitzahl:23,9 mm2 s-1 bei 20°C (Temperaturleitfähigkeit) Wärmeausdehnung:28,9 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:4,76 × 106 A V-1 m-1 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:208 nΩ × m bei 20 °C Dichte:11,34 g cm-3
10,66 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:16,1 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):43,0 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0233 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,44 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:kubisch-flächenzentriert - fcc Härte:nach Mohs: 1,5
nach Brinell: 0,0383 GPa
nach Brinell (neu): 0,0375 - 0,0418 GPa (gegossen)
Magnetismus:diamagnetisch Magnetische Suszeptibilität:-23,0 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:1190 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol-1 (Feststoff, Kristall)
195,2 kJ mol-1 (gasförmig)
Gibbs Freie Enthalpie:162,2 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:64,8 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
175,4 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

 

Gefahren und Sicherheit


Gefahr

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit)

H302+H332 - Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen.

H360FD - Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen.

H362 - Kann Säuglinge über die Muttermilch schädigen.

H373 - Kann die Organe schädigen (...) bei längerer oder wiederholter Exposition (...).

H410 - Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.

 

Externe Informationsangebote



Gruppenelemente - Informationen

Elementstrukturen der IV. Hauptgruppe
Vortragsskript. Universität Bayreuth

Strukturchemie: Elemente der IV. Hauptgruppe (Tetrele)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg

Tetrele (4. Hauptgruppe, Kohlenstoff-Gruppe: Si, Ge, Sn, Pb)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg



Verbindungsklassen

Moleküle mit ungewöhnlichen Blei-Blei-Bindungen
Dissertation. Universität Oldenburg



Einzelne Verbindungen

Blei und Bleiverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Analyse und Bestimmung

Blei im Wasser
Ermittlung der Massenkonzentration an Blei in einer Abwasserprobe. PTB - Format: PDF

Blei-210
Verfahren zur Bestimmung der Aktivitätskonzentration von Blei-210 in Abwasser. BMU, 2008 - Format: PDF

H2S-Gruppe
Der virtuelle Trennungsgang: Schwefelwasserstoffgruppe. Universität Freiburg

HCl-Gruppe
Silber, Blei, Quecksilber; hier nur Hg(II)

HCl-Gruppe
Der virtuelle Trennungsgang: Abtrennung von Pb, Hg und Ag. Universität Freiburg

Schwefelwasserstoffgruppe
Analytische Chemie: H2S-Gruppe, Trennungsgang, Nachweis. Universität Freiburg - Format: PDF

Trennungsgang Blei
Trennungsgang und Vollanalyse von Kationen und Anionen. Universität Köln - Format: PDF



Geochemie und Biogeochemie

Blei Mineralien
Zur Mineralogie des Bleis. Mineralienatlas



Umweltchemie

Blei in Gewässer und Böden
Einträge von Kupfer, Zink und Blei in Gewässer und Böden - Analyse der Emissionspfade und möglicher Emissionsminderungsmaßnahmen. Umweltbundesamt

Luftschadstoff Blei
Informationen zum Luftschadstoff Blei; Grenzwerte; Beurteilung. Umweltbundesamt - Format: PDF



Toxikologie, Medizin, Physiologie

Blei im Trinkwasser
Ratgeber Blei im Trinkwasser.. Niedersächsisches Landesgesundheitsamt

Blei und Cadmium aus Keramik
BfR Stellungsnahme



Newsarchiv

Bald bessere Hilfe bei Bleivergiftungen?
Blei aus dem Blut entfernen mit selektiven Bleirezeptoren und Magnetnanopartikeln.
Abbildung: Spezielle Sonde, die zum spezifischen Nachweis von Blei eingesetzt wird. Bindet ein Blei-Ion an einen solchen Blei-Rezeptor, so wird dessen Fluoreszenz 'angeknipst', er beginnt zu leuchten [Bildquelle: Wiley].

Bleihaltige Partikel beeinflussen Klima über die Eisbildung in Wolken
Bleibelastung der Luft hat in der Vergangenheit den Treibhauseffekt vermutlich stark gedämpft.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 25.01.2020.



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