Chemisches Element · Referenzseite

Kalium

Kalium ist Element 19 (K) in Periode 4, Gruppe 1 und im s-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [Ar] 4s1.

Ordnungszahl19

Standard-Atomgewicht39.0983(1)

Gruppe1

Periode4

Blocks

Elektronenkonfiguration[Ar] 4s1

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Alkalimetalle besitzen ein einziges Valenzelektron. Sie geben es leicht ab und bilden dadurch überwiegend Ionen mit der Ladung +1; diese Elektronenstruktur erklärt einen großen Teil ihrer hohen Reaktivität.

Die Konfiguration [Ar] 4s1 lässt ein relativ leicht entfernbares Außenelektron erkennen. Innerhalb der Gruppe nimmt sein Abstand zum Kern nach unten zu, wodurch sich typische Trends der Reaktivität ergeben.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Kalium tritt in Verbindungen fast immer in der Oxidationsstufe +1 auf. Häufig sind Halogenide, Hydroxide sowie Salze mit sauerstoffhaltigen Anionen; das freie Metall muss wegen seiner Reaktivität vor Luft und Feuchtigkeit geschützt werden.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Kalium bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 0.890g/cm³; Schmelzpunkt: 336.8 K (63.7 °C); Siedepunkt: 1 032 K (758.9 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Kalium vorkommt und wofür es verwendet wird

Kalium kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Düngemittelherstellung, Biologie und Seifen eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Düngemittelherstellung

Kalium ist Bestandteil der Chemie von Düngemitteln oder von industriellen Prozessen, mit denen pflanzenverfügbare Nährstoffe hergestellt werden.

Biologie

Kalium ist in biologischen Systemen Bestandteil von Molekülen, Enzymen oder Ionenhaushalten. Entscheidend ist dabei die konkrete chemische Form, nicht das freie Element.

Seifen

Im Bereich „Seifen“ wird Kalium in einer geeigneten chemischen Form oder als Werkstoff eingesetzt. Welche Eigenschaft genutzt wird, hängt vom konkreten Material und vom technischen Zweck ab.

Chemische Basen

Im Bereich „Chemische Basen“ wird Kalium in einer geeigneten chemischen Form oder als Werkstoff eingesetzt. Welche Eigenschaft genutzt wird, hängt vom konkreten Material und vom technischen Zweck ab.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Kalium steht in Periode 4, Gruppe 1 und im s-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Natrium, Magnesium; rechts davon Calcium, Rubidium. 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

KlassifikationAlkalimetall

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 8 · 8 · 1

Dichte0.890g/cm³

Schmelzpunkt336.8 K (63.7 °C)

Siedepunkt1 032 K (758.9 °C)

Pauling-Elektronegativität0.82

Erste Ionisierungsenergie418.8 kJ/mol

Elektronenaffinität48.38 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 Kalium wird mit Humphry Davy 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 39.0983(1). Es beschreibt die mittlere natürliche Isotopenzusammensetzung terrestrischen Materials und nicht die Masse eines einzelnen Atoms.

Isotope von Kalium 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

Elementares Kalium reagiert leicht mit Feuchtigkeit und kann mit Wasser heftig reagieren. Es wird deshalb unter kontrollierten Bedingungen von Wasser und Luft ferngehalten.