Ausnahmestellung des Silberglanzes in der Cu-Ag-Au-Gruppe

 
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ralfkannenberg



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BeitragVerfasst am: 22.01.2007, 21:42    Titel: Ausnahmestellung des Silberglanzes in der Cu-Ag-Au-Gruppe Antworten mit Zitat

Da mir bedauerlicherweise im Forum "Wissenschaft und moralische Verantwortung" die Schreibrechte entzogen wurden, kann ich mich zu dieser Frage von Herrn Rösch nicht vor Ort äussern.

Somit möchte ich sie hier zur Diskussion stellen.


Die Frage, warum Cadmium (Zn-Cd-Hg-Gruppe) nicht flüssig ist, können wir dann bei späterer Gelegenheit vielleicht auch noch erörtern.


Es ist nämlich sehr wichtig, die Argumente nicht nur auf die Gold-Waage zu legen, sondern auch noch in ein Quecksilber-Bad einzutauchen, ehe man sie öffentlich formuliert.


Freundliche Grüsse, Ralf
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Joachim



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BeitragVerfasst am: 23.01.2007, 10:38    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Ralf,

du beziehst dich offenbar auf dieses Posting: http://18040.rapidforum.com/topic=100473108938&startid=3#p47310893826949793

Nun, Herr Rösch hat ja in diesem Thread außer Arroganz noch nicht viel vorgetragen. Hier versucht er nun durch eine Verdrehung der Tatsachen vom eigentlichen Thema abzulenken. Es ist ja offensichtlich, dass er Inhaltlich nichts beizutragen hat.

Der Silberglanz ist keine Ausnahme und er ist nicht weiter erklärungsbedürftig. Die allermeisten Metalle glänzen, wenn sie nicht oxidiert sind, silbrig. In der metallischen Bindung gibt es freie Ladungsträger. Diese Ladungsträger verhindern wirkungsvoll das Eintreten eines elektrischen Feldes und sorgen so dafür, dass jede elektrische Welle an der Oberfläche reflektiert wird. Die elektrische Feldstärke aus der Welle wird durch die Verschiebung der Ladungsträger ausgeglichen. Die bewegten Ladungsträger müssen also so mit der Welle mitschwingen, dass sie zu jeder Zeit gerade das entgegengesetzte elektrische Feld erzeugen. Damit produzieren sie die reflektierte Welle.

Nun schwingen die Elektronen natürlich um ihre Ruhelage und solch eine Schwingung hat auch eine Eigenfrequenz. Wenn man dieser Eigenfrequenz nahe kommt, dann kann das Metall Energie aus dem elektrischen Feld aufnehmen und ein Teil der Welle wird nicht reflektiert, sondern absorbiert.

Nun sind beim Kupfer die Ladungsträger schwächer gebunden als beim Silber, so dass ihre Eigenfrequenz geringer ist. Damit absorbiert Kupfer bereits sichtbares Licht, während Silber erst UV-Strahlung absorbiert. Hierzu braucht es keine relativistische Betrachtung. Die Kupferkerne sind einfach weniger stark geladen und erzeugen so eine schwächere rücktreibende Kraft und damit eine kleinere Resonanzfrequenz.

Erklärt werden muss nur, warum auch Gold eine kleinere Resonanzfrequenz als Silber hat. Und nur hier kommt die Relativitätstheorie ins Spiel: Beim Gold ist das 6s-Orbital aufgrund der relativistischen Effekte komprimiert, so dass die Kernladungen besser abgeschirmt sind. Dadurch ist das 5d-Band schwächer gebunden als beim Silber und die Resonanzfrequenz liegt im sichtbaren Spektralbereich.

Gruß,
Joachim
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ralfkannenberg



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BeitragVerfasst am: 23.01.2007, 16:16    Titel: Antworten mit Zitat


Zitat:

Joachim schrieb am 23.01.2007 10:38 Uhr:
(...)
Und nur hier kommt die Relativitätstheorie ins Spiel: Beim Gold ist das 6s-Orbital aufgrund der relativistischen Effekte komprimiert, so dass die Kernladungen besser abgeschirmt sind. Dadurch ist das 5d-Band schwächer gebunden als beim Silber und die Resonanzfrequenz liegt im sichtbaren Spektralbereich.



Hallo Joachim,

danke für Deine Erklärungen.

Ich erlaube mir dennoch zwei weitere Fragen, die man hier vielleicht auch erörtern könnte:


Der relativistische Massenzuwachs bewirkt ja gemäss dieser Erklärung, dass Gold nicht-silbrig glänzt und das Quecksilber bei Raumtemperatur flüssig ist.


Warum ist es nicht umgekehrt, d.h.

- warum glänzt Quecksilber nicht golden und
- warum ist Gold nicht flüssig ?


Freundliche Grüsse, Ralf
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Joachim



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BeitragVerfasst am: 24.01.2007, 11:22    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Ralf,


Zitat:

ralfkannenberg schrieb am 23.01.2007 16:16 Uhr:
Ich erlaube mir dennoch zwei weitere Fragen, die man hier vielleicht auch erörtern könnte:




Fragen erlaube ich immer. Hier ist ja schließlich nicht WumV. Wink Aber ob ich sie beantworten kann? Mal sehen:


Zitat:


Der relativistische Massenzuwachs bewirkt ja gemäss dieser Erklärung, dass Gold nicht-silbrig glänzt und das Quecksilber bei Raumtemperatur flüssig ist.


Warum ist es nicht umgekehrt, d.h.

- warum glänzt Quecksilber nicht golden und
- warum ist Gold nicht flüssig ?




Nun, ähnliches chemisches Verhalten erwartet man nicht innerhalb der Periode, sondern innerhalb der Gruppe. Danach sind Kupfer, Silber und Gold ähnlich und Zink, Cadmium und Quecksilber.

Nun kann man bei http://www.webelements.com/ die Schmelzpunkte nachschlagen:

Kupfer: 1084.62 °C
Silber: 961.78 °C
Gold: 1064.18 °C

Zink: 419.53 °C
Cadmium: 321.07 °C
Quecksilber: -38.83 °C

Es ist also schonmal festzustellen, dass die Kupfer-Gruppe viel höhere Schmelzpunkte aufweist, als die Zink-Gruppe. Selbst wenn die Relativistischen Effekte den Schmelzpunkt von Gold absenken, wird er kaum Raumtemperatur unterschreiten.

Jetzt man man noch ein "handwaving argument" geben, warum das so ist:

Bei Zink, Cadmium und Quecksilber sind das äußerste s- und d-Orbital jeweils voll besetzt. Sie neigen daher nicht ganz so stark dazu, eine Metallbindung einzugehen, wie die offenschaligen Edelmetalle. Die Bindung ist weniger stark -> niedriger Schmelzpunkt. Offenbar, hier müsste ich mich aber tiefer in die Fachliteratur graben, führt beim Quecksilber die kompaktere 6s-Schale dazu dass die gefüllten (Unter-)schalen noch stabiler werden, sich weniger leicht mit höheren, leeren Schalen mischen (hybridisieren) und damit weniger starke Bindungen eingehen.

Wie gesagt, das ist nur Handwaving, weil du fragst. Erik-sicher ist das Argument sicher nicht Wink

Gruß,
Joachim

P.S.: Ach ja, warum ist Quecksilber nicht golden?
Selber Grund: die abgeschlossenen Schalen sind stabiler, dadurch ist die elektronische Anregungsenergie grösser und man braucht kürzere Wellenlängen. Selbst wenn die relativistischen Effekte die Resonanzfrequenz für Quecksilber absenken, erreicht sie nicht den sichtbaren Spektralbereich.
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