Post-Übergangsmetalle

Ihre Stellung im Periodensystem

Sie stehen in den Gruppen 13 bis 16: Aluminium, Gallium, Indium und Thallium in Gruppe 13, Zinn und Blei in Gruppe 14, Bismut in Gruppe 15 und Polonium in Gruppe 16. Ihre Außenelektronen befinden sich in s- und p-Orbitalen, wie bei Aluminium ([Ne] 3s² 3p¹), und ab Gallium liegt darunter eine volle d-Unterschale.

Die Einteilungen unterscheiden sich, und Polonium wird manchmal als Halbmetall bezeichnet. Nihonium, Flerovium, Moscovium und Livermorium (113–116) stehen in der 7. Periode unter dieser Familie und sind voraussichtlich Post-Übergangsmetalle, doch es wurden so wenige Atome hergestellt, dass diese Seite sie als unbekannt auflistet.

Eigenschaften

Es sind echte Metalle, glänzend und gute Leiter, aber weicher als die Übergangsmetalle und mit niedrigen Schmelzpunkten. Mit Ausnahme von Aluminium (660 °C) schmelzen alle unterhalb von etwa 330 °C. Gallium schmilzt knapp unter 30 °C und wird daher in deiner Hand flüssig, siedet aber erst bei etwa 2400 °C. Viele ihrer Oxide sind amphoter und reagieren sowohl mit Säuren als auch mit Basen. Thallium und Blei sind giftig, und Polonium ist extrem radioaktiv.

Reaktionen und Trends

Aluminium ist reaktiv, doch sobald es mit Luft in Berührung kommt, bildet sich eine dünne, zähe Oxidschicht, die es schützt: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Seine Reaktivität treibt die Thermitreaktion an, 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe, bei der flüssiges Eisen zum Schweißen von Eisenbahnschienen entsteht.

In den Gruppen 13 bis 15 bevorzugen die schwereren Elemente zunehmend eine Oxidationsstufe, die um zwei unter der Gruppennummer liegt, weil ihr äußeres s-Elektronenpaar sich einer Bindung widersetzt. Dieser Effekt des inerten Elektronenpaars macht Thallium als +1, Blei als +2 und Bismut als +3 am stabilsten, während Aluminium fast immer +3 ist.

Verwendung im Alltag

Aluminium ist das häufigste Metall in der Erdkruste und nach Eisen das am meisten verwendete, etwa in Dosen, Folie, Flugzeugen und Stromleitungen. Zinn überzieht Stahldosen und wird mit Kupfer zu Bronze gemischt. Blei wird in Autobatterien und als Röntgenstrahlenschutz verwendet, wurde aber wegen seiner Giftigkeit aus Benzin und Farben entfernt. Galliumnitrid und Galliumarsenid kommen in LEDs zum Einsatz, Indiumzinnoxid macht Touchscreens leitfähig, und Bismut, für ein Schwermetall ungewöhnlich ungiftig, steckt in Magenmitteln.