Chemie-Quiz

Obwohl Phosphor ein wichtiger Pflanzennährstoff und Lebensbaustein ist, war dieses Element im Altertum noch nicht bekannt. Erst 1669 entdeckte es der deutsche Arzt und Alchimist Hennig Brand. Die ersten Elemente, die bereits vor mehr als 5000 Jahren entdeckt worden sind, sind Gold, Silber, Kupfer, Schwefel, Kohlenstoff und Antimon.

Alkohol besteht aus einer Kohlenwasserstoffkette und einer angehängten OH-Gruppe. Alle Kohlenwasserstoff-Abkömmlinge gehören per Definition zur organischen Chemie. Obwohl sich die Organik eigentlich um alle Kohlenstoffverbindungen kümmert, gibt es einige wenige Ausnahmen. Dazu gehören auch wasserstofffreie Kohlenstoffverbindungen wie Kohlendioxid (CO2) und die Karbonate (X2CO3).

Bei 20° Celsius sind nur die Elemente Quecksilber und Brom flüssig. Quecksilber gehört zu den Übergangsmetallen und hat einen Schmelzpunkt von minus 38°C. Es wurde früher häufig als Anzeigeflüssigkeit in Thermometern eingesetzt. Brom ist ein Halogen und hat einen Schmelzpunkt von minus 7°C. Bromverbindungen werden vielseitig eingesetztk, unter anderem als Dünger, Medikament, Flammschutzmittel und Bleichmittel. Beide Elemente sind in reiner Form giftig. Während Quecksilber auch in der Natur in reiner Form vorkommt und deshalb als einziges flüssiges Element als Mineral anerkannt ist, findet man Brom fast immer als Bromid in Verbindungen, oft mit Alkalimetallen.

Das Edelgas Helium ist das einzige Element und gleichzeitig auch die einzige Substanz, die am absoluten Nullpunkt bei -273,15°C nicht in den festen Aggregatzustand übergeht. Auch flüssig wird Helium erst bei -268,9°C. Deshalb wird flüssiges Helium oft als Kühlmittel für spezielle technische Anwendungen eingesetzt. Dazu gehören Infrarotdetektoren von Weltraumteleskopen oder der größte Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider am CERN bei Genf.

Albertus Magnus (1200- 1280) war ein bedeutender Kirchengelehrter, Philosoph und Bischof. Neben seinen theologischen und philosophischen Studien befasste er sich aber auch mit den Naturwissenschaften. So verfasste er die erste ausführliche Darstellung der mitteleuropäischen Flora und Fauna, zahlreiche Arbeiten zur Gesteinskunde und entdeckte beim Experimentieren etwa im Jahr 1250 das Arsen. Damit ist das Halbmetall das älteste in der Neuzeit entdeckte Element.

Das einzige von Natur aus radioaktive Alkalimetall ist Francium. Selbst das langlebigste Isotop dieses instabilen Elements hat eine Halbwertszeit von nur 21,8 Minuten. Seine Entdeckung sagte der Erfinder des Periodensystems, Dmitri Mendelejew bereits 1871 voraus, nachgewiesen wurde es aber erst 1939 von Marguerite Perey. Cäsium ist in seiner natürlichen Form als Cäsium-133 nicht radioaktiv, wohl aber als künstliches Isotop Cäsium-137. Es entsteht bei der Kernspaltung von Uran-235 in Atomreaktoren und wurde öffentlich bekannt, als der Unfall im Reaktor von Tschernobyl große Mengen dieses Isotops freisetzte.

Der deutsche Chemiker Friedrich August Kekulé fand als erster die Strukturformel des Benzols heraus, eines der wichtigsten und grundlegendsten ringförmigen – so genannten aromatischen – Kohlenwasserstoffverbindungen. Er berichtet 1890 in einem Vortrag davon, dass ihm 1861, bei der Entdeckung, die gesuchte Struktur im Wachtraum erschienen sei. Die Kohlenstoff und Wasserstoffatome hätten zu tanzen begonnen und dann sei ihm das mystische Symbol der sich selbst in den Schwanz beißenden Schlange erschienen. Das erst habe ihn auf die Idee zur Ringstruktur gebracht.

Aromatische Kohlenwasserstoffe besitzen mindestens einen Ring in ihrer Strukturformel. Der bekannteste Aromat ist Benzol, sowohl Toluol als auch Xylol sind Abkömmlinge davon. Toluol trägt eine CH3-Gruppe zusätzlich am Ring, Xylol gleich zwei. Glykol dagegen ist ein Alkohol. An einem Gerüst aus zwei Kohlenstoffatomen sitzen zwei Alkoholgruppen (-OH). Ethanol hat zwar das gleiche Grundgerüst, aber nur eine Alkoholgrupe.

Das Element Chrom ist nach „chromos“ – griechisch für „Farbe“ benannt. Grund dafür ist nicht die Farbe des Elements selbst, das Chrom ist unauffällig silberweiß, sondern die große Farbenvielfalt seiner Salze. Viele von ihnen wurden daher schon früher als Pigmente genutzt. So verwendete Vincent van Gogh für seine Sonnenblumenbilder Chromgelb (Blei (II)-chromat) als brillant gelbes Farbpigment. Chromoxidgrün wird zum Grünfärben von Glasflaschen und als Emaillefarbe verwendet. Viele Chromsalze sind allerdings sehr giftig und werden daher heute durch ungiftigere organische Verbindungen ersetzt.

Moleküle mit vielen gleichartigen Untereinheiten bezeichnet man als Polymere. Sie sind beispielsweise für die Eigenschaften der verschiedenen Kunststoffe verantwortlich. Auch Styropor, Plexiglas oder Teflon bestehen aus Polymeren. Die Kettenmoleküle finden sich auch in der Natur: Unsere Erbsubstanz DNA besteht aus einer sich wiederholenden Abfolge von Nukleinsäuren, Kohlenhydrate wie Stärke nutzen ebenfalls das Polymer-Prinzip.