Chemisches Element · Referenzseite

27Co

Cobalt

Cobalt ist Element 27 (Co) in Periode 4, Gruppe 9 und im d-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [Ar] 3d7 4s2.

Ordnungszahl27

Standard-Atomgewicht58.933194(3)

Gruppe9

Periode4

Blockd

Elektronenkonfiguration[Ar] 3d7 4s2

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Bei Cobalt spielt die d-Unterschale eine wichtige Rolle für die Chemie. Elektronen ähnlicher Energie können an Bindungen beteiligt sein; dadurch sind mehrere Oxidationsstufen und Koordinationsverbindungen möglich.

Die Konfiguration [Ar] 3d7 4s2 verändert sich bei der Ionenbildung. Damit können sich Farbe, Magnetismus, Bindungsverhalten und Reaktivität deutlich ändern.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Cobalt bildet Metalllegierungen sowie Verbindungen in mehreren Oxidationsstufen. Häufig sind Oxide, Halogenide, Sulfide und Koordinationskomplexe; welche Formen stabil sind, hängt stark von Reaktionsbedingungen und Liganden ab.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Cobalt bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 8.9 g/cm³; Schmelzpunkt: 1 768 K (1 495 °C); Siedepunkt: 3 200 K (2 927 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Cobalt vorkommt und wofür es verwendet wird

Cobalt kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Batterien, Superlegierungen und Pigmente eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Batterien

Cobalt wird in bestimmten Batteriesystemen als Elektrodenmaterial, Bestandteil des Elektrolyten oder aktive Komponente verwendet. Die genaue Funktion hängt von der Zellchemie ab.

Superlegierungen

Cobalt wird Superlegierungen zugesetzt, wenn hohe Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit oder Stabilität bei hohen Temperaturen benötigt werden.

Pigmente

Bestimmte Verbindungen von Cobalt liefern stabile Farben oder optische Eigenschaften für Pigmente in Glas, Keramik, Kunststoffen oder Beschichtungen.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Cobalt steht in Periode 4, Gruppe 9 und im d-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Eisen; rechts davon Nickel, Ruthenium. Solche Vergleiche zeigen, welche Eigenschaften sich innerhalb einer Periode oder Gruppe regelmäßig verändern und welche Besonderheiten das Element selbst besitzt.

Referenzdaten

Physikalische und atomare Eigenschaften

KlassifikationÜbergangsmetall

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 8 · 15 · 2

Dichte8.9 g/cm³

Schmelzpunkt1 768 K (1 495 °C)

Siedepunkt3 200 K (2 927 °C)

Pauling-Elektronegativität1.88

Erste Ionisierungsenergie760.4 kJ/mol

Elektronenaffinität63.9 kJ/mol

Die Werte beziehen sich, soweit anwendbar, auf das Element oder das neutrale Atom. Stoffdaten können von allotroper Form, Druck, Reinheit und Messbedingungen abhängen.

Geschichte

Entdeckung und Identifizierung

Die Entdeckung beziehungsweise Identifizierung von Cobalt wird mit Georg Brandt verbunden. Entdeckung, Isolierung einer reinen Probe und Einordnung über die moderne Ordnungszahl erfolgten historisch nicht immer im selben Schritt.

Isotope und Atomgewicht

Wie die Isotopenzusammensetzung die Zahlen verändert

Das Standard-Atomgewicht beträgt 58.933194(3). Es beschreibt die mittlere natürliche Isotopenzusammensetzung terrestrischen Materials und nicht die Masse eines einzelnen Atoms.

Isotope von Cobalt besitzen dieselbe Protonenzahl, unterscheiden sich aber in der Zahl der Neutronen. Dadurch ändern sich Atommasse und bei radioaktiven Isotopen auch Kernstabilität und Halbwertszeit.

Sicherheit

Umgang und Exposition

Die Gefährdung durch Cobalt hängt von chemischer Form, Dosis und Aufnahmeweg ab. Element, Ionen und Verbindungen können biologisch sehr unterschiedlich wirken; maßgeblich sind die Sicherheitsdaten der tatsächlich verwendeten Substanz.