Kalium

Kalium - chemisches Zeichen K, Ordnungszahl 19 - ist ein chemisches Element der 1. Hauptgruppe der Periodensystems. Das Alkalimetall ist ein sehr weiches, , an den frischen Schnittstellen silberglänzendes Lichtmetall, das in kubisch-raumzentriertem Gitter kristallisiert.

Übersicht: Allgemeine Daten zum Kalium

Bezeichnung:Kalium Symbol:K Ordnungszahl:19 Atommasse:39,0983(1) u Periodensystem-Stellung:4. Periode, 1. Gruppe, 1. Hauptgruppe, s-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Alkalimetalle. Entdeckung:1807 - Humphry Davy. Bedeutung des Namens:arabisch für Asche, Pflanzenasche. Der internationale Name Potassium leitet sich von potash = Potasche ab, eine K-haltige Verbindung, die aus Pflanzenasche gewonnen wurde. Englischer Name:Potassium CAS-Nummer:7440-09-7 InChI-Key:ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N

Das Kalium-Atom

Das K-Atom - und damit das chemische Element Kalium - ist eindeutig durch die 19 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Kalium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

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

Die irdischen Kalium-Vorkommen bestehen aus mehreren Isotopen; die relative Atommasse wird mit 39,0983(1) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Symbol

Kurzform

[Ar] 4s¹

Ionisierungsenergien

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

1. IE:	4,3406633 eV	2. IE:	31,63 eV	3. IE:	45,806 eV	4. IE:	60,91 eV	5. IE:	82,66 eV	6. IE:	99,4 eV
7. IE:	117,56 eV	8. IE:	154,88 eV	9. IE:	175,8188 eV	10. IE:	503,8 eV	11. IE:	564,7 eV	12. IE:	629,4 eV
13. IE:	714,6 eV	14. IE:	786,6 eV	15. IE:	861,1 eV	16. IE:	968 eV	17. IE:	1033,4 eV	18. IE:	4610,8 eV
19. IE:	4934,084 eV	20. IE:	eV	21. IE:	eV	22. IE:	eV	23. IE:	eV	24. IE:	eV

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Kalium-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
3608,4	378,6	297,3	294,6

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
34,8	18,3	18,3

Weitere Daten

Atomradius:243 pm (berechnet)
220 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:203(12) pm (nach Cordero et al.)
196 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
193 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:275 pm Molvolumen:45,94 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,143; ω_L1: 0,00024; ω_L2: 0,00027; ω_L3: 0,00027 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,31; F₁₃: 0,62; F₂₃: Austrittsarbeit:2,30 eV

Spektrallinien des Kaliums

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

Chemische Daten

Elektronegativität:0,82 nach Pauling
0,91 nach Allred-Rochow
0,734 nach Allen
1,1 nach Mulliken
0,74 nach Sanderson
2,0027 eV nach Gosh-Gupta
2,42 eV nach PearsonElektronaffinität:0,501 459(13) eV bzw. 48,383(2) kJ mol^-1Oxidationsstufen:+1 (-1)

Standardpotentiale

Normalpotential des Kaliums:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
-2,931	+ I	Kalium-Kation	K⁺	+ e^-	⇔	K (s)	Kalium	0

Material- und physikalische Eigenschaften des Kaliums

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen elementaren Kalium-Metalls auf.

Schmelzpunkt:63,38 °C Schmelzenthalpie (molar):2,321 kJ mol^-1 Siedepunkt:759 °C Verdampfungsenthalpie:77,53 kJ mol^-1 Wärmekapazität:29,600 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,757 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:91,1 K Thermische Leitfähigkeit:102,5 W m^-1 K^-1 Wärmeausdehnung:83,3 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:14,3 × 10⁶ A V ^-1 m^-1 bei 20 °C Elektrischer Widerstand:72 nΩ m bei 20 °C Dichte:0,862 g cm^-3
0,828 g cm^-3 (flüssig, am Schmelzpunkt) Elastizitätsmodul:3,175 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):3,2 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,31 GPa^-1 300 K Kritischer Punkt:2223 K, 16 MPa Kristallstruktur:kubisch-raumzentriert - bcc Härte:nach Mohs: 0,4
nach Brinell: 0,000363 GPa Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:5,7 × 10^-6 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:2000 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
89,0 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:60,5 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:64,7 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
160,3 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Gefahren und Sicherheit

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit)

Gefahr

H260 - In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können.
H314 - Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
EUH014 - Reagiert heftig mit Wasser.

Sicherheitshinweise: P223, P231+232, P280, P305+351+338, P370+378.

Quelle: Echa Substanz-Info 100.028.290 .

Externe Informationsangebote

Atome, Orbitale, Radiochemie

K-Schalen Photoanregung und Ionisation von Kaliumionen
Diplomarbeit, 2005. Universität Frankfurt

Hilfsmittel und Daten für Labor und Praktikum

Entsorgung von Kaliumabfällen
Anweisungen zur Arbeitssicherheit und zum Umweltschutz

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Alkalimetalle
Vergleichende Übersicht: chemische und physikalische Eigenschaften. Rutherford Online

Alkalimetalle
Vorlesungsmaterialien: Chemie der Metalle. Universität Freiburg

Alkalimetalle und Wasserstoff
Kurzbeschreibungen

Chloralkalielektrolyse
Übersicht mit schematischer Darstellung

Chlor-Alkali-Elektrolyse (Amalgamverfahren)
Schematische Darstellung. Universität Bielefeld

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Versuchsanleitungen zur Chemie der Alkalimetalle. Thomas Seilnacht

Vergleichende Chemie der Alkalimetalle
Vortragsskript. Universität Bayreuth

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

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Kaliumcarbonat in der Asche. Informationen und Experimente

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Oxide, Peroxide, Hyperoxide und Ozonide der Alkalimetalle: Herstellung, Struktur, Bedeutung. Universität Bayreuth

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Kalium Analytik
Qualitativer Nachweis von Kalium

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... in Lösungen. Praktikumsskript. TU Dresden - Format: PDF

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Kaliumhaltige Minerale
Informationen zum Kalium und den Kaliummineralien. Mineralienatlas

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Natrium-Kalium-Pumpe
Materialien: Bau und Funktion des Neurons; Das Ruhepotenzial und die Natrium-Kalium-Pumpe

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 10.02.2020.

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