Blei

Blei - chemisches Zeichen Pb (lateinisch: Plumbum), Ordnungszahl 82 - ist ein weiches, dehnbares, an frischen Schnittstellen weißglänzendes, metallisches chemisches Element der Kohlenstoffgruppe, das in kubisch-flächenzentriertem Gitter kristallisiert.

Blei wird seit Jahrtausenden verwendet und war eines der ersten Metalle, das von Menschen bearbeitet wurde. Es wurde häufig als Legierung mit anderen Metallen verwendet, um Schwerter, Pfeilspitzen und andere Werkzeuge und Waffen herzustellen.

Blei ist auch ein wichtiger Bestandteil von Bleiakkumulatoren, die in Autos und anderen elektronischen Geräten verwendet werden. Es wird auch häufig in der Industrie und in Bauprojekten verwendet, da es eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit.

Blei kann jedoch - besonders in Form seiner chemischen Verbindungen - schädlich für den Menschen sein, wenn es eingeatmet oder aufgenommen wird. Es kann zu neurologischen Schäden und anderen gesundheitlichen Problemen führen, weshalb es in vielen Ländern strenge Vorschriften für die Verwendung und den Umgang mit Blei gibt.

Der Name Blei stammt von altgermanischen Wörtern wie etwa bhlei oder bliwa ab, was so viel wie weich oder flüssig bedeutet und sich auf die weiche, formbare und leicht schmelzbare Natur des Bleis bezieht. In vielen Sprachen hat der Name Blei eine verwandte Wortform mit dem lateinischen Wort plumbum, das auch Blei bedeutet und Ursprung für das Elementsymbol Pb ist.

Der Name Blei wurde darüber hinaus in vielen mythologischen und literarischen Werken verwendet, um Schwere und Dichte in verschiedenen Zusammenhängen zu beschreiben - und wird mit dem Saturn assoziiert. In der griechischen Mythologie wurde Blei oft als Symbol für Unfreiheit verwendet, während in der römischen Mythologie Blei als Symbol für Untergang und Verderben betrachtet wurde. In der Bibel wurde Blei als Symbol für Schwere und Bürde verwendet, wie in dem berühmten Vers meine Sünden sind wie Blei, das mich nach unten zieht (Psalm 38,4).

Übersicht: Allgemeine Daten zum Blei

Bezeichnung:Blei Andere Namen:Element 82 Symbol:Pb Ordnungszahl:82 Atommasse:207,2 ± 1,1 u Atommassen-Intervall:206,14 - 207,94 u Periodensystem-Stellung:15. Gruppe, 4. Hauptgruppe, 6. Periode, p-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Kohlenstoff-Gruppe, Tetrele, Tattogene Entdeckung:Etwa 7000 vor unserer Zeitrechnung; mittlerer Osten. Bedeutung des Namens:Der Name Blei stammt von dem altgermanischen Begriffen bhlei, bli oder bliwa ab, das weich oder flüssig bedeutet Historische Bezeichnungen:Symbol Pb von Plumbum (lateinisch für Blei) Irdisches Vorkommen:Blei ist in Form seiner Verbindungen (oft Carbonate und Sulfide) auf der Erde ein recht häufig vorkommendes Element und tritt in Gesellschaft mit anderen Metallen wie Zink, Silber und Kupfer etc. auf. Englischer Name:Lead CAS-Nummer:7439-92-1 InChI-Key:WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N

Das Blei-Atom

Identifikations-Merkmal für das Pb-Atom - und somit für das Element Blei - ist das Vorhandensein von 82 Protonen im Atomkern; man nennt diese Zahl Kernladungszahl oder Protonenzahl und sie entspricht der Ordnungszahl, die wiederum die Stellung des Bleis im Periodensystem bestimmt. Im ungeladenen und damit elektrisch neutralen Pb-Atom befinden sich zudem 82 Elektronen in der Elektronhülle.

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

Die irdischen Blei-Vorkommen bestehen aus einem Gemisch aus mehreren Nukliden unterschiedlicher Masse; die relative Atommasse wird daher mit 207,2(1) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Symbol	OZ	Kurzform
Pb	82	[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p²

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	14	2	6	10		2	2

Ionisierungsenergien

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

1. IE:

7,41663 eV

2. IE:

15,03248 eV

3. IE:

31,9373 eV

4. IE:

42,32 eV

5. IE:

68,8 eV

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Blei-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
88005	15861	15200	13035

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
3851	3554	3066	2586	2484

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
891,8	761,9	643,5	434,3	412,2	141,7	136,9

OI	OII	OIII	OIV	OV
5s	5p_1/2	5p_3/2	5d_3/2	5d_5/2
147	106,4	83,3	20,7	18,1

Weitere Daten

Atomradius:154 pm (berechnet)
180 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:146(5) pm (nach Cordero et al.)
144 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
135 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
137 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:18,26 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,963; ω_L1: 0,128; ω_L2: 0,397; ω_L3: 0,343 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,066; F₁₃: 0,62; F₂₃: 0,119

Spektrallinien des Bleis

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

Chemische Daten

Elektronegativität:2,33 nach Pauling
1,55 nach Allred-Rochow
1,854 nach Allen
2,01 nach Sanderson
3,90 eV nach PearsonElektronaffinität:0,356 743(16) eV bzw. 34,4204(15) kJ mol^-1

Standardpotentiale

Normalpotential des Bleis:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-0,58	+ II	Leadmonoxid	PbO (s) + H₂O	+ 2 e^-	⇔	Pb (s) + 2 OH^-	Lead	0
-0,3588	+ II	Leadsulfat	PbSO₄ (s)	+ 2 e^-	⇔	Pb (s) + SO₄^2-	Lead	0
-0,13	+ II	Lead(II)-Kation	Pb²⁺	+ 2 e^-	⇔	Pb (s)	Lead	0
1,46	+ IV	Lead(IV)-Oxid, β-	β-PbO₂ (s) + 4 H⁺	+ 2 e^-	⇔	Pb²⁺ + 2 H₂O	Lead(II)-Kation	+ II
1,468	+ IV	Lead(IV)-Oxid, α-	α-PbO₂ (s) + 4 H⁺	+ 2 e^-	⇔	Pb²⁺ + 2 H₂O	Lead(II)-Kation	+ II
1,69	+ IV	Lead(IV)-Kation	Pb⁴⁺	+ 2 e^-	⇔	Pb²⁺	Lead(II)-Kation	+ II

Material- und physikalische Eigenschaften des Bleis

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Bleis auf.

Schmelzpunkt:327,462 °C Schmelzenthalpie (molar):4,77 kJ mol^-1 Schmelzenthalpie (spezifisch):23,4 kJ kg^-1 Siedepunkt:1749 °C Verdampfungsenthalpie:179,4 kJ mol^-1 Wärmekapazität:26,650 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,129 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:105 K Thermische Leitfähigkeit:35,3 W m^-1 K^-1 Temperaturleitzahl:23,9 mm² s^-1 bei 20°C (Temperaturleitfähigkeit) Wärmeausdehnung:28,9 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:4,76 × 10⁶ A V^-1 m^-1 A V^-1 m^-1 Elektrischer Widerstand:208 nΩ × m bei 20 °C Dichte:11,34 g cm^-3
10,66 g cm^-3 (flüssig, am Schmelzpunkt) Elastizitätsmodul:16,1 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):43,0 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0233 GPa^-1 300 K Poisson-Zahl:0,44 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:kubisch-flächenzentriert - fcc Härte:nach Mohs: 1,5
nach Brinell: 0,0383 GPa
nach Brinell (neu): 0,0375 - 0,0418 GPa (gegossen) Magnetismus:diamagnetisch Magnetische Suszeptibilität:-23,0 × 10^-6 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:1190 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
195,2 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:162,2 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:64,8 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
175,4 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Gefahren und Sicherheit

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit)

Gefahr

H302+H332 - Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen.

H360FD - Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen.

H362 - Kann Säuglinge über die Muttermilch schädigen.

H373 - Kann die Organe schädigen (...) bei längerer oder wiederholter Exposition (...).

H410 - Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.

Externe Informationsangebote

Gruppenelemente - Informationen

Elementstrukturen der IV. Hauptgruppe
Vortragsskript. Universität Bayreuth

Strukturchemie: Elemente der IV. Hauptgruppe (Tetrele)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg

Tetrele (4. Hauptgruppe, Kohlenstoff-Gruppe: Si, Ge, Sn, Pb)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg

Verbindungsklassen

Moleküle mit ungewöhnlichen Blei-Blei-Bindungen
Dissertation. Universität Oldenburg

Einzelne Verbindungen

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

Analyse und Bestimmung

Blei im Wasser
Ermittlung der Massenkonzentration an Blei in einer Abwasserprobe. PTB - Format: PDF

Blei-210
Verfahren zur Bestimmung der Aktivitätskonzentration von Blei-210 in Abwasser. BMU, 2008 - Format: PDF

H₂S-Gruppe
Der virtuelle Trennungsgang: Schwefelwasserstoffgruppe. Universität Freiburg

HCl-Gruppe
Silber, Blei, Quecksilber; hier nur Hg(II)

HCl-Gruppe
Der virtuelle Trennungsgang: Abtrennung von Pb, Hg und Ag. Universität Freiburg

Schwefelwasserstoffgruppe
Analytische Chemie: H2S-Gruppe, Trennungsgang, Nachweis. Universität Freiburg - Format: PDF

Trennungsgang Blei
Trennungsgang und Vollanalyse von Kationen und Anionen. Universität Köln - Format: PDF

Geochemie und Biogeochemie

Blei Mineralien
Zur Mineralogie des Bleis. Mineralienatlas

Umweltchemie

Blei in Gewässer und Böden
Einträge von Kupfer, Zink und Blei in Gewässer und Böden - Analyse der Emissionspfade und möglicher Emissionsminderungsmaßnahmen. Umweltbundesamt

Luftschadstoff Blei
Informationen zum Luftschadstoff Blei; Grenzwerte; Beurteilung. Umweltbundesamt - Format: PDF

Toxikologie, Medizin, Physiologie

Blei im Trinkwasser
Ratgeber Blei im Trinkwasser.. Niedersächsisches Landesgesundheitsamt

Blei und Cadmium aus Keramik
BfR Stellungsnahme

Newsarchiv

Bald bessere Hilfe bei Bleivergiftungen?
Blei aus dem Blut entfernen mit selektiven Bleirezeptoren und Magnetnanopartikeln.
Abbildung: Spezielle Sonde, die zum spezifischen Nachweis von Blei eingesetzt wird. Bindet ein Blei-Ion an einen solchen Blei-Rezeptor, so wird dessen Fluoreszenz 'angeknipst', er beginnt zu leuchten [Bildquelle: Wiley].

Bleihaltige Partikel beeinflussen Klima über die Eisbildung in Wolken
Bleibelastung der Luft hat in der Vergangenheit den Treibhauseffekt vermutlich stark gedämpft.

Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 21.12.2022.

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