Barium

Barium ist ein chemisches Element aus der Gruppe der Erdalkalimetalle mit dem Symbol Ba und der Ordnungszahl 56.

Übersicht: Allgemeine Daten zum Barium

Bezeichnung:Barium Symbol:Ba Ordnungszahl:56 Atommasse:137,327(7) u Periodensystem-Stellung:2. Gruppe, II. Hauptgruppe, s-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Erdalkalimetalle Entdeckung:1772 - Carl Wilhelm Scheele. Erste Reindarstellung: Humphry Davy, 1808. Bedeutung des Namens:Mineral Baryt; aus dem Griechischen abgeleiteter Name: barys = schwer. Englischer Name:Barium CAS-Nummer:7440-39-3 InChI-Key:DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N

Das Barium-Atom

Das Ba-Atom - und damit das chemische Element Barium - ist eindeutig durch die 56 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Barium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

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

Die irdischen Barium-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch; die relative Atommasse wird daher mit 137,327(7) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Symbol	OZ	Kurzform
Ba	56	[Xe] 6s²

Langform:

1s	2s	2p	3s	3p	3d	4s	4p	4d	4f	5s	5p	5d	5f	6s	6p	6d	6f
2	2	6	2	6	10	2	6	10		2	6			2

Ionisierungsenergien

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

1. IE:	5,211664 eV	2. IE:	10,00383 eV	3. IE:	35,844 eV	4. IE:	47,03 eV	5. IE:	58 eV	6. IE:	71 eV
7. IE:	86 eV	8. IE:	101 eV	9. IE:	130,5 eV	10. IE:	146,52 eV	11. IE:	241 eV	12. IE:	267 eV
13. IE:	296 eV	14. IE:	325 eV	15. IE:	354 eV	16. IE:	390 eV	17. IE:	422 eV	18. IE:	455 eV

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Barium-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
37441	5989	5624	5247

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
1293	1137	1063	795,7	780,5

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
253,5	192	178,6	92,6	89,9	-	-

OI	OII	OIII	OIV	OV
5s	5p_1/2	5p_3/2	5d_3/2	5d_5/2
30,3	17	14,8

Weitere Daten

Atomradius:253 pm (berechnet)
215 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:215(11) pm (nach Cordero et al.)
196 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
161 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
149 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:38,16 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,900; ω_L1: 0,052; ω_L2: 0,096; ω_L3: 0,097 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,19; F₁₃: 0,25; F₂₃: 0,159 Austrittsarbeit:2,7 eV

Spektrallinien des Bariums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Bariums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm. Das Element weist eine grüne bis fahlgrüne Flammenfärbung auf: Spektrallinien bei 524,2 und 513,7 nm.

Chemische Daten

Elektronegativität:0,89 nach Pauling
0,97 nach Allred-Rochow
0,881 nach Allen
0,93 nach Sanderson
2,4 eV nach PearsonElektronaffinität:0,144 62(6) eV bzw. 13,954(6) kJ mol^-1Oxidationsstufen:+ 2 (+1)

Standardpotentiale

Normalpotential des Bariums:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-2,912	+ II	Barium-Kation	Ba²⁺	+ 2 e^-	⇔	Ba (s)	Barium	0

Material- und physikalische Eigenschaften des Bariums

Barium ist ein weiches, silberweißes Metall mit einem leichten goldenen Farbton, wenn es sehr rein ist. Die silberweiße Farbe des Bariummetalls verschwindet auf Grund der Oxidation an der Luft sehr schnell; es entsteht eine dunkelgraue Oxidschicht. Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Bariums auf.

Schmelzpunkt:727 °C Schmelzenthalpie (molar):7,12 kJ mol^-1 Siedepunkt:1845 °C Verdampfungsenthalpie:150,9 kJ mol^-1 Wärmekapazität:28,07 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,204 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:111 K Thermische Leitfähigkeit:18,4 W m^-1 K^-1 Wärmeausdehnung:20,6 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrischer Widerstand:332 nΩ m bei 20 °C Dichte:3,51 g cm^-3
3,338 g cm^-3, flüssig, am Schmelzpunkt Elastizitätsmodul:12,8 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):10,3 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0997 GPa^-1 300 K Kristallstruktur:Kubisch-raumzentriert - bcc Härte:nach Mohs: 1,0 Magnetismus:Paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:20,6 × 10^-6 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:1620 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
180,0 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:146,0 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:62,5 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
170,2 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Mit Durchschnitt finden sich in der Erdkruste etwa 425 mg Barium pro Kilogramm; damit steht das Leichtmetall an 14. Stelle der Häufigkeiten der Elemente. Die Bariumkonzentration in den Meeren wird mit 0,013 g pro Liter Meerwasser angegeben.

Auf Grund der chemischen Reaktivität tritt Barium auf der Erde nur in gebundener Form auf. Die primäre kommerzielle Quelle ist Baryt (Schwerspat), ein Bariumsulfat-Mineral, das in vielen Teilen der Welt vorkommt. Bedeutend weniger wichtig ist das Bariumcarbonat-Mineral Witherit. Das Bariummineral Benitoit (Bariumtitansilicat) kommt als sehr seltener, blau fluoreszierender Edelstein vor und ist das offizielle Staatsjuwel Kaliforniens.

Erdkruste:425 mg kg^-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:6750 ppb Meerwasser:0,013 mg L^-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Sonnensystem:0,0000045 (bezogen auf Silicium, Si=1)

Externe Informationsangebote

Praktikumsskripten, praktische Anleitungen

Bariumhydroxid, Barytwasser
Kurzbeschreibung, Reaktionen. Thomas Seilnacht

Gruppenelemente - Informationen

Erdalkalimetalle
Skript eines Demonstrationsvortrags in anorganischer Chemie. Universität Regensburg - Format: PDF

Erdalkalimetalle
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg

Einzelne Verbindungen

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

Analyse und Bestimmung

Ammonium-Carbonat-Gruppe
Trennungsgang. FH Münster - Format: PDF

Barium im Trennungsgang
Der virtuelle Trennungsgang: Ammoniumcarbonat-Gruppe. Universität Freiburg

Barium Nachweis
Qualitativer Nachweis

Barium Nachweis qualitativ
Einzelnachweise: Kationen der Erdalkalimetalle - Format: PDF

Barium-Bestimmung
Gravimetrische Bariumbestimmung durch Fällung mit Schwefelsäure - Format: PDF

Gravimetrische Bariumbestimmung
... durch Fällung mit Schwefelsäure. Praktikumsprotokoll - Format: PDF

Geochemie und Biogeochemie

Bariumhaltige Minerale
Informationen zum Barium und den Bariummineralien. Mineralien Atlas

Toxikologie, Medizin, Physiologie

Barium
Klinisch-toxikologische Beschreibung. Toxcenter e. V. - Format: PDF

Dissertationen

Pentelide und Penteldiide der Erdalkalimetalle
... und des Yttriums: Synthese und Reaktivität. Dissertation, 2002. Universität München

Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 25.02.2021.

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