Aluminium? Eine Rolle mit Alufolie liegt bei euch zuhause sicherlich in der Küche. Kannst du dir vorstellen, dass Aluminium vor mehr als 100 Jahren teurer war als Gold? Den Grund dafür erfährst du hier. Außerdem findest du Informationen über die anderen Elemente der 3. Hauptgruppe, die dir wahrscheinlich nicht so bekannt sind.
Die Elemente der 3. Hauptgruppe
Tomihahndorf, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
In dieser Hauptgruppe sind die Elemente Bor (\(\ce{B}\)), Aluminium (\(\ce{Al}\)), Gallium (\(\ce{Ga}\)), Indium (\(\ce{In}\)) und Thallium (\(\ce{Tl}\)). Außerdem gehört noch das Element Nihonium (\(\ce{Nh}\)) dazu, das erst vor wenigen Jahren entdeckt wurde und 2016 seinen Namen bekam – das bisher erste Element, das in Asien benannt wurde („Nihon“ ist ein alter Name für Japan).
Bis auf Bor, welches zu den Halbmetallen gezählt wird, sind die anderen Elemente Metalle.
Die Elemente der 3. Hauptgruppe haben drei Außenelektronen und haben in Verbindungen meistens die Oxidationsstufe \(\ce{+III}\). Sie kommen fast ausschließlich in Form von Verbindungen vor.
Eigenschaften und Verwendung
Bor
Bor wird elementar für Halbleiter verwendet. Borverbindungen wie Natriumperborat werden als Bleichmittel in Waschmitteln eingesetzt. Die Glasindustrie benötigt Borax für spezielle Gläser.
Aluminium
Aluminium ist das häufigste Metall in der Erdkruste. Es kommt meistens in Form von Oxiden vor. Ein wichtiges Mineral, das einen hohen Anteil von Aluminiumoxid hat, ist Bauxit. Es hat seinen Namen nach dem Ort Les Baux in Südfrankreich.
Aluminium wird natürlich nicht nur als Verpackungsmaterial in Form von Folie oder Getränkedosen verwendet. Vielleicht hast du auch ein Fahrrad mit einem Aluminium-Rahmen oder hast an einem Auto schon einmal Alu-Felgen gesehen. Nach Stahl ist Aluminium der wichtigste Metall-Werkstoff.
Es ist ein Leichtmetall und hat eine hohe Leitfähigkeit sowohl für Wärme als auch für elektrischen Strom. Deshalb wird es zum Beispiel für Fensterrahmen, Türen, Kabel, Flugzeuge und Getränkedosen eingesetzt. Aluminium ist ein unedles Metall und reagiert daher mit dem Luftsauerstoff. Dabei bildet sich eine dünne Oxidschicht. Das darunter liegende Metall wird deshalb vor einer weiteren Oxidation geschützt. Ein Fensterrahmen aus Aluminium „rostet“ also nicht!
Allerdings benötigt man für die Herstellung von Aluminium aus Aluminiumoxid sehr viel Energie. Das liegt an dem hohen Schmelzpunkt von Aluminiumoxid (über 2000° C). Aluminium selbst hat ein wesentlich niedrigeren Schmelzpunkt. Daher wird Aluminium recycelt: Man schmilzt Verpackungsmaterial usw. ein und stellt daraus neue Produkte her. Das direkt aus Aluminiumoxid hergestellte Aluminium heißt deshalb auch Primäraluminium, das aus Recycling nennt man Sekundäraluminium.
Gallium
Gallium hat nach Quecksilber (\(\ce{Hg}\)) und und Caesium (\(\ce{Cs}\)) mit knapp 30 °C den niedrigsten Schmelzpunkt aller Metalle. Das bedeutet, dass dieser Stoff durch deine Körperwärme schon flüssig wird.
Es wird für Halbleiter, Solarzellen und Leuchtdioden benötigt.
Indium
Indium wird in Flachbildschirmen und für Touchscreens verwendet.
Thallium
Thallium ist ein sehr giftiger Stoff. Es wird z. B. für spezielle Gläser verwendet. Im Gegensatz zu den anderen Elementen der 3. Hauptgruppe kommt es überwiegend in der Oxidationsstufe \(\ce{+I}\) vor.