Wissensreise durch das Periodensystem der Elemente

Titan ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ti und der Ordnungszahl 22. Es gehört zu den Übergangsmetallen und steht im Periodensystem in der 4. Nebengruppe (4. IUPAC-Gruppe) oder Titangruppe. Das Metall ist weiß-metallisch glänzend, hat eine geringe Dichte, ist korrosions- und temperaturbeständig sowie mechanisch fest und duktil.
Titan wird heute üblicherweise zu den Leichtmetallen gezählt. Mit einer Dichte von 4,50 g/cm3 bei Raumtemperatur ist es das schwerste Element dieser Kategorie und liegt damit nahe an der heute meist verwendeten Grenze zwischen Leicht- und Schwermetallen von 5 g/cm3.
In der Erdkruste gehört Titan zu den zehn häufigsten Elementen, kommt jedoch fast ausschließlich chemisch gebunden als Bestandteil von Mineralen vor. Nur in wenigen Lagerstätten ist das Auftreten von elementarem Titan nachgewiesen.

In dieser Folge widmen wir uns Scandium, dem Element mit der Ordnungszahl 21. Das silbrig-weiße Leichtmetall ist eines der unbekanntesten und gleichzeitig faszinierendsten Elemente im Periodensystem. Bereits 1869 von Dmitri Mendelejew als "Ekabor" theoretisch vorhergesagt, wurde es 1879 vom schwedischen Chemiker Lars Fredrik Nilson entdeckt – ein triumphaler Beweis für die Vorhersagekraft des Periodensystems.Obwohl Scandium ähnlich häufig wie Blei in der Erdkruste vorkommt, fehlen abbauwürdige Erzkonzentrationen fast vollständig. Es fällt überwiegend als Nebenprodukt der Erzverarbeitung an, was es zu einem der teuersten Metalle der Welt macht (2.000–4.000 USD/kg). Als kritischer Rohstoff der EU und USA gewinnt es strategisch an Bedeutung.Technologisch ist Scandium vor allem als Legierungspartner für Aluminium unverzichtbar: Al-Sc-Legierungen sind leicht, hochfest und schweißbar – ideal für Luft- und Raumfahrt sowie Sportgeräte. In Festoxid-Brennstoffzellen verbessert Scandiumoxid (Sc₂O₃) die Ionenleitfähigkeit erheblich. Radioaktive Isotope wie Sc-47 werden in der Krebstherapie erforscht.
ZENTRALE THEMEN:• Entdeckung durch Nilson (1879) und Mendelejews Vorhersage (1869)• Vorkommen, Gewinnung und Trennchemie• Aluminium-Scandium-Legierungen in Technik und Sport• Festoxid-Brennstoffzellen und Energiewende• Kritischer Rohstoff: Geopolitik und Kreislaufwirtschaft• Radioaktive Isotope und medizinische Anwendungen
QUELLEN & WEITERFÜHRENDE LITERATUR:• Emsley, John: "Nature's Building Blocks – An A-Z Guide to the Elements", Oxford University Press, 2011• Horovitz, C. T. (Hrsg.): "Scandium: Its Occurrence, Chemistry, Physics, Metallurgy, Biology and Technology", Academic Press, 1975• European Commission: "Critical Raw Materials for the EU", Report 2023 – ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials• U.S. Geological Survey (USGS): "Mineral Commodity Summaries – Scandium", 2024 – minerals.usgs.gov• Sadoway, D. R.: "Electrochemical Processing of Rare Earth Metals", JOM, 1991• Prokofiev, A. et al.: "Scandium in Aluminium Alloys", Metallurgical Reviews, 2000• Huber, M. et al.: "Scandium-47 for Radioligand Therapy", Journal of Nuclear Medicine, 2021
ONLINE-RESSOURCEN:• WebElements – Scandium: webelements.com/scandium• USGS Scandium Statistics: minerals.usgs.gov/minerals/scandium

Tauche ein in die faszinierende Welt des Calciums – vom Fundament deiner Knochen über spektakuläre Tropfsteinhöhlen bis zu den Korallenriffen der Ozeane. Eine wissenschaftlich fundierte Reise durch Biologie, Chemie und Erdgeschichte, die zeigt, wie ein einziges Element das Leben auf unserem Planeten formt. Perfekt zum Entspannen und Einschlafen.

Kalium trägt die Ordnungszahl neunzehn. Neunzehn Protonen im Kern, neunzehn Elektronen in der Hülle. Es ist das erste Element der vierten Periode und gehört zu den Alkalimetallen, zusammen mit Lithium und Natrium. Das chemische Symbol K kommt vom lateinischen kalium, das wiederum vom arabischen al-qalya abgeleitet ist, was Pflanzenasche bedeutet. Aus Pflanzenasche gewann man traditionell Pottasche, Kaliumcarbonat, das seit Jahrtausenden für Seifenherstellung und Glasproduktion verwendet wird.

Das Edelgas, das ein Jahrhundert lang übersehen wurde. Argon – 1% der Luft, die du atmest, chemisch völlig inert, und doch unverzichtbar für Schweißen, Fenster und Teilchenphysik.
In dieser Folge:
Wie ein winziger Messfehler zur Entdeckung eines ganzen Prozents unserer Atmosphäre führte
Warum Argon aus radioaktivem Kalium-Zerfall stammt und Gesteine datieren kann
Weshalb Schweißer ohne Argon keine sauberen Nähte hinbekommen
Wie flüssiges Argon geisterhafte Neutrinos sichtbar macht
Warum deine Stimme in Argon wie die eines Monsters klingt
Ordnungszahl: 18
Atmosphärenanteil: 0,934% (dritthäufigstes Gas nach N₂ und O₂)
Entdeckung: 1894 durch Lord Rayleigh & William Ramsay
Nobelpreise: Rayleigh (Physik) & Ramsay (Chemie), 1904
Hauptisotop: Argon-40 (99,6%) aus Kalium-40-Zerfall
Jahresproduktion: ~700 Mio. m³
Entdeckung & Geschichte:
Rayleigh, L., & Ramsay, W. (1895). "Argon, a New Constituent of the Atmosphere." Philosophical Transactions of the Royal Society A, 186, 187-241.
Travers, M. W. (1956). A Life of Sir William Ramsay. Edward Arnold.
Chemie & Eigenschaften:
Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann.
Royal Society of Chemistry - Periodic Table: Argonhttps://www.rsc.org/periodic-table/element/18/argon
Kalium-Argon-Datierung:
McDougall, I., & Harrison, T. M. (1999). Geochronology and Thermochronology by the ⁴⁰Ar/³⁹Ar Method (2nd ed.). Oxford University Press.
Dalrymple, G. B. (1991). The Age of the Earth. Stanford University Press.
Industrielle Anwendungen:
USGS Mineral Commodity Summaries: Argon (minerals.usgs.gov)
Air Liquide Gas Encyclopedia: Argon
Teilchenphysik:
ICARUS Collaboration (2004). "The ICARUS experiment." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 527(3), 329-410.
DUNE Collaboration. "Deep Underground Neutrino Experiment." (dunescience.org)
Mars-Atmosphäre:
Mahaffy, P. R., et al. (2013). "Abundance and Isotopic Composition of Gases in the Martian Atmosphere from the Curiosity Rover." Science, 341(6143), 263-266.
WebElements Argon: https://www.webelements.com/argon/
Nobelprize.org: 1904 Prizes (Rayleigh & Ramsay)
NASA Mars Exploration: Atmospheric Composition
Verwandte Episoden:
Folge 2: Helium - Der Atem der Sterne
Folge 10: Neon - Das Licht der Nacht
KernfaktenQuellenWeiterführende Links