Palladium

Palladium - Elementsymbol Pd, Ordnungszahl 46 - ist ein silbergrauweißes, glänzendes, kubisch flächenzentriert kristallisierendes, korrosionsbeständiges, sehr duktiles, chemisches Element aus der Gruppe der Übergangsmetalle (Gruppe 10, Nickelgruppe, Platinmetalle).

Übersicht: Allgemeine Daten zum Palladium

Bezeichnung:Palladium Symbol:Pd Ordnungszahl:46 Atommasse:106,42(1) u Periodensystem-Stellung:5. Periode, 10. Gruppe, d-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Übergangsmetalle, Nickel-Gruppe. Entdeckung:1803 - William Hyde Wollaston. Bedeutung des Namens:Asteroid Pallas, der zwei Jahre zuvor entdeckt wurde und der seinerseits nach dem Zweitnamen der griechischen Göttin Athene benannt wurde. Englischer Name:Palladium CAS-Nummer:7440-05-3 InChI-Key:KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N

Das Palladium-Atom

Das Pd-Atom - und damit das chemische Element Palladium - ist eindeutig durch die 76 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Pd-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

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

Die irdischen Palladium-Vorkommen bestehen mehreren verschiedenen Nukliden; die relative Atommasse des Palladiums wird mit 106,42(1) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Palladium gehört zur Gruppe 10 des Periodensystems und seine Konfiguration der äußersten Elektronen entspricht der Hund-Regel: Die Elektronen in der 5s-Schale wandern in die d-Orbitale, da diese energieärmer sind.

Symbol

Kurzform

[Kr] 4d¹⁰

Ionisierungsenergien

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

1. IE:

8,3369 eV

2. IE:

19,43 eV

3. IE:

32,93 eV

4. IE:

5. IE:

6. IE:

Elektronenbindungsenergie

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

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p_1/2	2p_3/2
24350	3604	3330	3173

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
671,6	559,9	532,3	340,5	335,2

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p_1/2	4p_3/2	4d_3/2	4d_5/2	4f_5/2	4f_7/2
87,1	55,7	50,9

Weitere Daten

Atomradius:169 pm (berechnet)
140 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:139(6) pm (nach Cordero et al.)
120 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
117 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
112 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:163 pm Molvolumen: 8,56 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,820; ω_L1: 0,014; ω_L2: 0,047; ω_L3: 0,049 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,10; F₁₃: 0,57; F₂₃: 0,138

Spektrallinien des Palladiums

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

Chemie des Palladiums

Palladium zählt zu den Edelmetallen, auch wenn es chemisch reaktiver ist, als das Platin. Bei Normaltemperatur wird das Metall nicht von Sauerstoff angegriffen und läuft daher an der Luft nicht an. Erst beim Erhitzen auf über 800 °C sich eine Schicht aus Palladium(II)-oxid auf der Oberfläche. Es leichter reagiert es in einer feuchten, schwefelhaltigen Atmosphäre.

Die Hauptoxidationsstufe des Palladiums ist +2 und die Verbindungen ähneln sehr den entsprechenden des Platins.

Chemische Daten

Elektronegativität:2,20 nach Pauling
1,59 nach Allen
3,5727 eV nach Gosh-Gupta
4,45 eV nach PearsonElektronaffinität:0,562 14(12) eV bzw. 54,24(2) kJ mol^-1Oxidationsstufen:+2 (+4, +3, +1)

Standardpotentiale

Normalpotential des Palladiums:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
0,07	+ II	Palladium(II)-hydroxid	Pd(OH)₂	+ 2 e^-	⇔	Pd (s) + 2 OH^-	Palladium	0
0,591	+ II	Tetrachloropalladat(II)	[PdCl₄]^2-	+ 2 e^-	⇔	Pd (s) + 4 Cl^-	Palladium	0
0,951	+ II	Palladium(II)-Kation	Pd²⁺	+ 2 e^-	⇔	Pd (s)	Palladium	0
1,288	+ IV	Hexachloropalladat(IV)	[PdCl₆]^2-	+ 2 e^-	⇔	[PdCl₄]^2- + 2 Cl^-	Palladium	+ II

Material- und physikalische Eigenschaften des Palladiums

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Palladium-Metalls auf.

Schmelzpunkt:1554,8 °C Schmelzenthalpie (molar):16,74 kJ mol^-1 Siedepunkt:2963 °C Verdampfungsenthalpie:393,3 kJ mol^-1 Wärmekapazität:25,98 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,244 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:271 K Thermische Leitfähigkeit:71,8 W m^-1 K^-1 Wärmeausdehnung:11,8 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:9,26 × 10⁶ A V^-1 m^-1 Elektrischer Widerstand:105,4 nΩ m bei 20 °C Dichte:12,023 g cm^-3 Elastizitätsmodul:121 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):180,8 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,00553 GPa^-1 300 K Poisson-Zahl:0,39 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:kubisch-flächenzentriert - fcc Härte:nach Mohs: 5,0
nach Vickers: 0,461 GPa
nach Brinell: 0,0373 GPa
nach Brinell (neu): 0,31 GPa (gegossen) Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:8,0 × 10^-4 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:3070 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
378,2 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:339,7 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:37,6 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
167,1 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Palladium tritt in metallischer Form legiert mit Gold und anderen Metallen der Platingruppe an verschiedenen Stellen der Erde auf - zum Beispiel im Ural, in Australien, Äthiopien, Nord- und Südamerika; für die Gewinnung des Edelmetalls spielen diese Vorkommen jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Die wichtigsten kommerziellen Quellen sind Nickel-Kupfer-Erze aus dem im Sudbury-Becken in Ontario und das die Norilsk-Talnakh Lagerstätten in Sibirien. Ein anderes großes Vorkommen befindet sich in Südafrika.

Erdkruste:0,015 mg kg^-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:3,27 ppb Sonnensystem:0,0000014 (bezogen auf Silicium, Si=1)

Externe Informationsangebote

Gruppenelemente - Informationen

Platingruppe
Ausgewählte chemische Eigenschaften. Universität Bayreuth

Übergangsmetalle
Übergangsmetalle Gruppen 3 bis 12; Innere Übergangsmetalle. Universität Marburg - Format: PDF

Einzelne Verbindungen

Binäre und Ternäre Verbindungen
... der Platinmetalle Palladium und Rhodium mit Tellur und Halogenen. Präparationen und strukturelle Charakterisierung. Dissertation, 2001. Universität Freiburg

Palladium und Palladiumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbare Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche

Chemische Reaktionen

Palladiumkatalysierte Kreuzkupplungen
... in der Totalsynthese. Universität Saarland - Format: PDF

Übergangsmetall-katalysierte Reaktionen
Vorlesungsskript. Universität des Saarlandes - Format: PDF

Synthese, Herstellung, Produktion

Übergangsmetalle
Skript: Gewinnung und Reinigung der Übergangsmetalle - Format: PDF

Übergangsmetalle
Gewinnung und Reinigung. FH Münster - Format: PDF

Mineralogie

Palladiumhaltige Minerale
Informationen zum Palladium und den Palladiummineralien. Mineralien Atlas

Dissertationen

Feste Katalysatoren für die Heck-Reaktion
Dissertation, 2004. Universität Stuttgart

Katalytische Kreuzkupplungen
Entwicklung katalytischer Kreuzkupplungs- und Hydroaminierungsreaktionen. Dissertation, 2008. Universität Göttingen

Komplexe Anionen
Platin und Palladium mit und in komplexen Anionen. Dissertation, 2007. Universität Oldenburg

Kreuzkupplungsreaktionen mit funktionalisierten Grignard-Reagenzien
Kobalt- und Palladium-katalysierte Kreuzkupplungsreaktionen mit funktionalisierten Grignard-Reagenzien. Dissertation, 2006. Universität München

Palladium-katalysierte allylische Alkylierung
… und Synthese von Pyrazolonen an der festen Phase. Dissertation, 2000. Universität Göttingen

Palladium-katalysierte Arylaminierung
Mehrfache Palladium-katalysierte Arylaminierung mit Aziridin und Azetidin. Dissertation, 2006. Universität Kaiserslautern

Palladium-katalysierte Dominoreaktionen
… mit Bicyclopropyliden in flüssiger und an fester Phase. Dissertation, 2001. Universität Göttingen

Palladium-katalysierte Domino-Reaktionen
… zum Aufbau bi- und tricyclischer Systeme. Dissertation, 2001. Universität Göttingen

Palladium-katalysierte Kreuzkupplung von Alkin-Titan-Komplexen
Intramolekulare Titan-vermittelte Aminocyclopropanierung als Zugang zu N-Benzyl-4-alkyl-2-azabicyclo[3.1.0]hexanen – Synthese von tri- und tetrasubstituierten Alkenen durch Palladium-katalysierte Kreuzkupplung von Alkin-Titan-Komplexen. Dissertation, 2004. Universität Göttingen

Palladium-katalysierte Kreuzkupplungen
… zu 1,2-Dialkenylcycloalkenen: Ausgangsstoffe zur Synthese vielfältiger cyclischer Kohlenstoffgerüste. Dissertation, 2001. Universität Göttingen

Palladium-katalysierten allylischen Substitution
Chelatisierte Peptid-Esterenolate in der Palladium-katalysierten allylischen Substitution. Dissertation, 2007. Universität des Saarlandes

Palladium-NHC-Komplexe
Ruthenium- und Palladium-NHC-Komplexe für die Anwendung der organophilen Nanofiltration in der Olefinmetathese und Kreuzkupplungsreaktion. Dissertation, 2009. TU Darmstadt

Polyolato-Komplexe
… mit Kupfer(II) und Palladium(II). Dissertation, 2002. Universität München

Suzuki- und Sonogashira-Kreuzkupplungsreaktionen
Studien zur katalytischen Aktivität von Palladium-Komplexen in Suzuki- und Sonogashira-Kreuzkupplungsreaktionen. Dissertation, 2006. TU Darmstadt

Newsarchiv

BioPalladium
Forschern gelingt die Herstellung von Palladium-Nanopartikeln mit Hilfe von Bakterien

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 10.03.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/palladium.php