Wissensreise durch das Periodensystem der Elemente

Gallium (Ga, Ordnungszahl 31) schmilzt bei knapp 30 °C – und steckt dennoch in Milliarden LEDs, Smartphones, Satelliten und Radarsystemen. Diese Folge erzählt von Mendelejews legendärer Vorhersage, der spektakulären Entdeckung durch Lecoq de Boisbaudran, der Revolution durch die blaue LED, Galliums Rolle als medizinisches „trojanisches Pferd" gegen Bakterien – und warum dieses unscheinbare Metall zum geopolitischen Zankapfel geworden ist.


Themen der Folge:Mendelejews Prophezeiung & Eka-Aluminium · Entdeckung 1875 (Spektralanalyse, Zinkblende) · Kristallstruktur & niedriger Schmelzpunkt · Gewinnung als Nebenprodukt (Bauxit, Bayer-Prozess) · Galliumnitrid (GaN) & blaue LED (Nobelpreis 2014) · GaN in Leistungselektronik & 5G · Galliumarsenid (GaAs) in Hocheffizienz-Solarzellen & Raumfahrt · Gallium als Antibiotikum-Kandidat · Ga-67/Ga-68 in der Nuklearmedizin · EGaIn in Soft Robotics · Geopolitik & Chinas Exportbeschränkungen 2023


Quellen & weiterführende Literatur:


Lecoq de Boisbaudran, P. E. (1875). Caractères chimiques et spectroscopiques d'un nouveau métal, le gallium. Comptes Rendus, 81, 493–495. Mendelejew, D. I. (1871). Die natürliche Ordnung der Elemente. Journal der Russischen Chemischen Gesellschaft, 3, 25–56. Nakamura, S., Fasol, G. & Pearton, S. J. (2000). The Blue Laser Diode: The Complete Story. Springer, Berlin. Nobelkomitee für Physik (2014). Scientific Background: Efficient Blue Light-Emitting Diodes Leading to Bright and Energy-Saving White Light Sources. Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften. nobelprize.org Freed, B. E. et al. (2013). Gallium disrupts bacterial iron metabolism and has therapeutic effects in mice and humans with lung infections. Journal of Clinical Investigation, 123(6), 2461–2470. Bhatt, D. L. et al. (2022). Gallium-68 PET imaging in oncology. Nature Reviews Clinical Oncology. European Commission (2023). Critical Raw Materials Act – Annex: List of Critical Raw Materials. ec.europa.eu Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): Gallium – Rohstoffsteckbrief. bgr.bund.de Royal Society of Chemistry – Periodic Table: Gallium. rsc.org/periodic-table/element/31 Wikipedia (DE): Gallium, Galliumnitrid, Galliumarsenid, Blaue LED, EGaIn, Soft Robotics


Weitere Schlafreise Reihen:


⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchdas Periodensystem der Elemente⁠⁠⁠⁠


⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchdie Natur⁠⁠⁠⁠


⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchvergessene Welten⁠⁠⁠⁠


⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchdas Universum⁠⁠⁠⁠


Englische Reihen:


⁠⁠⁠⁠SleepJourneythrough Lost Worlds⁠⁠⁠⁠


Weitere Wissenreise Reihen:


⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Psychologie⁠⁠⁠⁠


⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Länder der Erde⁠⁠⁠⁠


⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Urzeit⁠⁠⁠⁠


⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Geschichte⁠⁠⁠


 


Hinweis: Die Vertonung ist KI unterstützt. Das Skript an sich wurde von uns ohne KI erstellt. Die neuen Folgen von Schlafreise durch das Universum und der Psychologie sind komplett ohne produziert.

Zink (Zn, Ordnungszahl 30) ist das viertmeist verwendete Metall der Welt – und gleichzeitig eines der am meisten unterschätzten Elemente. Diese Folge beleuchtet seine Chemie, seine zehntausend Jahre alte Geschichte von Zawar bis Champion, seine zentrale Rolle als Korrosionsschutz in der Industrie, seine unverzichtbare Funktion in über 300 Enzymen des menschlichen Körpers sowie sein Potenzial als Energiespeicher der Zukunft.


Themen der Folge:Chemische Grundlagen & Elektronenkonfiguration · Geschichte der Zinkgewinnung (Indien, China, Europa) · Andreas Sigismund Marggraf · Verzinkung & Opferanode · Messing & Legierungen · Zinkoxid & Halbleitertechnik · Spurenelement & Immunsystem · Zinkfinger-Proteine & Genregulation · Zinkblitz bei der Befruchtung · Zink im Gehirn · Zinkisotopen in der Archäometrie · Zink-Luft-Batterien


Quellen & weiterführende Literatur:


Craddock, P. T. (1995). Early Metal Mining and Production. Edinburgh University Press. Weeks, M. E. (1968). Discovery of the Elements. Journal of Chemical Education, Easton PA. (Kapitel zu Zink & Marggraf) Prasad, A. S. (1991). Discovery of human zinc deficiency and studies in an experimental human model. American Journal of Clinical Nutrition, 53(2), 403–412. Maret, W. & Sandstead, H. H. (2006). Zinc requirements and the risks and benefits of zinc supplementation. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 20(1), 3–18. Hara, T. et al. (2017). Zinc signal in cell biology. Advances in Nutrition, 8(3), 476–482. Duncan, F. E. et al. (2016). The zinc spark is an inorganic signature of human egg activation. Scientific Reports, 6, 24737. nature.com/articles/srep24737 International Zinc Association (IZA): Zinc Applications & Statistics. zinc.org Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): Zink – Rohstoffsteckbrief. bgr.bund.de Royal Society of Chemistry – Periodic Table: Zinc. rsc.org/periodic-table/element/30 Wikipedia (DE): Zink, Messing, Zinkfinger, Hämocyanin, Zink-Luft-Batterie, Zawar





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Hinweis: Die Vertonung ist KI unterstützt. Das Skript an sich wurde von uns ohne KI erstellt. Die neuen Folgen von Schlafreise durch das Universum und der Psychologie sind komplett ohne produziert.

Kupfer (Cu, Ordnungszahl 29) ist eines der ältesten von Menschen genutzten Metalle. Diese Folge erzählt von seiner außergewöhnlichen Elektronenkonfiguration, seiner zehntausendjährigen Geschichte vom Chalkolithikum bis zur Energiewende, seiner Rolle im menschlichen Körper und seiner Bedeutung für die Zukunft unserer Gesellschaft.


Themen der Folge:Chemische Grundlagen & Elektronenkonfiguration · Geschichte der Kupferverarbeitung (Chalkolithikum, Bronzezeit) · Vorkommen & Gewinnung · Antimikrobielle Wirkung · Kupfer in der Biologie (Cuproenzyme, Hämocyanin) · Kupfer in Kunst, Architektur & Kommunikation · Kupfer und die Energiewende


Quellen & weiterführende Literatur:


Tylecote, R. F. (1992). A History of Metallurgy. The Institute of Materials, London. Hauptmann, A. (2007). The Archaeometallurgy of Copper. Springer, Berlin. International Energy Agency (2021). The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions. IEA, Paris. iea.org Dollwet, H. H. A. & Sorenson, J. R. J. (1985). Historic uses of copper compounds in medicine. Trace Elements in Medicine, 2(2), 80–87. Elguindi, J. et al. (2011). Antimicrobial mechanism of copper surfaces. Applied and Environmental Microbiology, 77(24), 8. World Copper Factbook (2023). International Copper Study Group (ICSG). icsg.org Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): Rohstoffbericht Deutschland 2023. bgr.bund.de Royal Society of Chemistry – Periodic Table: Copper. rsc.org/periodic-table/element/29 Wikipedia (DE): Kupfer, Chalkopyrit, Bronzezeit, Ötzi, Hämocyanin, Morbus Wilson





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Nickel, Element 28 im Periodensystem, ist eines der vielseitigsten Industriemetalle der Welt: Es steckt in Edelstahl, Münzen, Flugzeugturbinen, Batterien für Elektrofahrzeugeund im Erdkern selbst. Diese Folge erkundet seine Entdeckungsgeschichte, physikalische und chemische Eigenschaften, seine Rolle in Münzen, Superlegierungen,Batterietechnologie, Biologie und Kosmochemie – und warum der wachsende Nickelbedarf uns vor tiefe ökologische Fragen stellt.


 


Themen dieser Folge:


– Herkunft des Namens:Bergmannsausdruck "Kupfernickel" (Koboldkupfer), 17. Jahrhundert


– Entdeckung durch Axel FredrikCronstedt (1751) aus dem Mineral Nickelin (NiAs)


– Physikalische Eigenschaften:Schmelzpunkt 1.455 °C, Curie-Temperatur 358 °C, kfz-Kristallstruktur


– Chemische Eigenschaften:Hauptsächlich Oxidationsstufe +2; Nickelcarbonyl Ni(CO)4 und das Mond-Verfahren(1890)


– Vorkommen: Erdkern (~5–6 %Ni), Pentlandit, Lateriterze; Sudbury-Becken als Meteoriteneinschlagskrater


– Superlegierungen: Inconel,Hastelloy, Einkristall-Turbinenschaufeln für Strahltriebwerke


– Nickel im Münzwesen: US-Nickel(seit 1866), Euro-Münzen (Cupronickel/Nordisches Gold)


– Batterietechnologie: NMC- undNCA-Kathoden für Elektrofahrzeuge; IEA-Prognose 40-facher Nachfrageanstieg bis2040


– Biologische Bedeutung:Hydrogenasen, Urease; Nickel als häufigstes Kontaktallergen in Europa (10–20 %betroffen)


– Kosmochemie: Nickel-56 inSupernovae, Widmanstättensche Figuren in Eisenmeteoriten, NASA-Mission Psyche


– Ökologische Herausforderungen:Norilsk-Dieselkatastrophe (2020), Regenwaldrodung in Indonesien, Ambivalenz derEnergiewende


 


Quellen und weiterführendeLiteratur:


 


Emsley, J. (2011). Nature'sBuilding Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press.


 


Greenwood, N. N., &Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2. Aufl.).Butterworth-Heinemann.


 


Holleman, A. F., Wiberg, E.,& Wiberg, N. (2007). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (102. Aufl.). deGruyter.


 


International Energy Agency(IEA). (2021). The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions.https://www.iea.org


 


Mond, L., Langer, C., &Quincke, F. (1890). Action of carbon monoxide on nickel. Journal of theChemical Society, 57, 749–753.


 


Reed, R. C. (2006). TheSuperalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge University Press.


 


Liddle, S. T. (Ed.) (2015).Organometallic Chemistry: Volume 40. Royal Society of Chemistry.


 


Thyssen, J. P., & Menné, T.(2010). Metal allergy – a review on exposures, penetration, genetics,prevalence, and clinical implications. Chemical Research in Toxicology, 23(2),309–318.


 


Naldrett, A. J. (2003). From themantle to the bank: The life of a Ni-Cu-(PGE) sulfide deposit. South AfricanJournal of Geology, 106(1), 1–32.


 


Garvie, L. A. J. et al. (2017).Meteoritic evidence for a previously unrecognized hydrogen reservoir on Mars.Earth and Planetary Science Letters.


 


Deutsche Gesellschaft fürErnährung (DGE). Referenzwerte Spurenelemente. https://www.dge.de





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Englische Reihen:


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