Das Periodensystem der Elemente online
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Gruppe im
Periodensystem
Allgemeine Gruppen-Informationen
12, Zinkgruppe
Alte Bezeichnung:
Metametalle (Gruppe 2b)
Gemeinsame Elektronenkonfiguration:
ns
2
(n-1)d
10
<< Kupfergruppe
Zn
Cd
Hg
Cn
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Allgemeines:
Bei den Elementen der Zinkgruppe handelt es sich um drei recht nahe verwandte Elemente, wobei sich Zink und Cadmium stärker in ihren Eigenschaften ähneln und sich demgegenüber das Quecksilber stärker unterscheidet. Die Elemente dieser Gruppe fallen durch relativ niedrige Siedepunkte auf; ihr chemisches Verhalten ist durch den Umstand geprägt, dass sie über abgeschlossene d-Orbitale (d
10
-Elektronen-Konfiguation) verfügen, und somit bevorzugt nur die beiden freien s-Elektronen in chemische Verbindungen einbringen. Daher reagieren die Elemente der Zinkgruppe bevorzugt in die Oxidationsstufe +2. Mit zunehmenden Atomradius steigt die Fähigkeit zur σ-Bindung der s-Elektronen untereinander, wodurch es zur Bildung von [Me
2
]
2+
-Ionen kommt. Während das chemische Gleichgewicht
2Me
2+
+ 2e
-
→ [Me
2
]
2+
beim Zink noch gänzlich auf der linken Seite liegt, ist es beim Quecksilber bereits weitestgehend zur rechten Seite verschoben. Das Cadmium liegt erwartungsgemäß in seinem Bestreben dazwischen. Die allgemeine Bereitwilligkeit zur Abgabe der zwei s-Elektronen ist beim Zink am höchsten, beim Quecksilber am niedrigsten. Zink ist mit einem Normalpotential von -0,763V ein recht unedles Metall; Quecksilber mit +0,86V bereits ein Halbedelmetall. Man vergleiche hierzu auch einmal die Oxidations-Stabilität der mit elementarem Quecksilber isoelektronischen Thallium(I)-, Blei(II)-, Wismut(III)- und Polonium(IV)-Ionen!
Zink
reagiert auch mit schwachen Säuren zu (farblosen) Salzen. Zinksalze mit neutralen Anionen (z.B. Chlorid oder Nitrat) reagieren in wässriger Lösung deutlich sauer. Von allen drei Elementen der Gruppe hat Zink den höchsten Schmelz- und Siedepunkt. Zink ist in Salzsäure genau wie in Salpetersäre und Natronlauge unter Wasserstoffentwicklung löslich.
Cadmium
reagiert nicht mehr so bereitwillig mit Säuren, wie das leichtere Zink. Es reagiert auch nur noch mit starken Laugen beim Erhitzen unter Wasserstoffentwicklung. Cadmiumsalze reagieren stärker sauer als die entsprechenden Zink-Salze.
Quecksilber
ist ein Halbedelmetall, welches mit nicht oxidierenden Säuren überhaupt nicht mehr reagiert. Von Salpetersäure wird es dagegen unter Bildung nitroser Gase aufgelöst. Quecksilbersalze reagieren relativ stark sauer. Sie zeigen Reaktionen, die für Metallsalze recht untypisch sind, und eher auf kovalente Zusammensetzung schließen lassen: So kann man beim Zusammengeben einer Aufschlämmung von Quecksilberoxid, HgO mit Natriumchlorid, NaCl, Natronlauge (nebst Quecksilberchlorid) darstellen. Dies zeigt, das Quecksilberchlorid molekularen und nicht ionischen Aufbau haben muss. Von Laugen wird das bei Raumtemperatur flüssige Metall nicht angegriffen.
Copernicium
ist ein künstlich nur in atomaren Dimensionen dargestelltes, künstliches Element. In der Literatur und im Internet finden sich zurzeit widersprüchliche Angaben zu seinen Eigenschaften: Einige Quellen berichten von Analogien mit dem Quecksilber, und stellen es als zweites flüssiges Metall im Periodensystem dar. Andere wiederum geben an, dass Copernicium aufgrund relativistischer Effekte eher einem Edelgas ähnlich sei.