Arsen [aʁˈzeːn] ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol As und der Ordnungszahl 33. Im Periodensystem der Elemente steht es in der 4. Periode und der 5. Hauptgruppe, bzw. 15. IUPAC-Gruppe oder Stickstoffgruppe. Arsen kommt selten gediegen vor, meistens in Form von Sulfiden. Es gehört zu den Halbmetallen, da es je nach Modifikation metallische oder nichtmetallische Eigenschaften zeigt.

Umgangssprachlich wird auch das als Mordgift bekannte Arsenik meist einfach „Arsen“ genannt. Arsenverbindungen kennt man schon seit dem Altertum. Als mutagenes Klastogen können Arsenverbindungen als Gift wirken, welches Chromosomenaberrationen hervorrufen und somit karzinogene Wirkung besitzen kann.

In dieser Folge tauchen wir ein in die faszinierende Geschichte des Elements Germanium (Ge, Ordnungszahl 32) – einem silbergrauen Halbmetall, das die Elektronikrevolution des 20. Jahrhunderts mitbegründet hat und heute in Glasfasern, Wärmebildkameras und Quantencomputern steckt.

Themen dieser Folge:

• Mendelejews legendäre Vorhersage von „Eka-Silizium" (1871) und die Entdeckung durch Clemens Winkler (1886)
• Chemische und physikalische Eigenschaften: Bandlücke, Diamantstruktur, Isotope
• Germanium als Material des ersten Transistors (Bell Labs, 1947)
• Warum Silizium Germanium verdrängte – und wo Germanium heute unverzichtbar bleibt
• Anwendungen: Infrarotoptik, Glasfasertechnik, SiGe-Heterostrukturen, PET-Kunststoff
• Germanium in der Medizin: Fakten vs. Mythen
• Geopolitik: Chinas Exportbeschränkungen und die EU-Liste kritischer Rohstoffe
• Ausblick: Quantencomputing, Raumfahrt-Solarzellen, LIDAR

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: DieVertonung ist KI unterstützt. Das Skript an sich wurde von uns ohne KIerstellt. Die neuen Folgen von Schlafreise durch das Universum und derPsychologie sind komplett ohne produziert.

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

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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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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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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.

Diese Folge widmet sich Kobalt (Co, Ordnungszahl 27) – einem Element, das seit Jahrtausenden als Pigment die Kunst prägt, als Bestandteil von Vitamin B12 Leben ermöglicht und heute als unverzichtbarer Rohstoff für Lithium-Ionen-Batterien im Zentrum der globalen Energiewende steht. Wir beleuchten Geschichte, Chemie, Biologie, Technologie und die ethischen Fragen rund um die Kobaltförderung.

Themen dieser Folge:

• Etymologie: Kobold-Erz und Georg Brandts Entdeckung (1735)
• Chemie: Ferromagnetismus, Curie-Temperatur, Oxidationsstufen
• Kunstgeschichte: Kobaltblauglas, chinesisches Porzellan, Kathedralfenster, Thénards Blau
• Biologie: Vitamin B12 (Cobalamin), Dorothy Hodgkin, Nobelpreis 1964
• Technologie: Lithium-Ionen-Akkus, NMC-Kathoden, Elektromobilität
• Humanitäre Fragen: Kobaltbergbau im Kongo, Lieferkettentransparenz
• Superlegierungen: Stellit, Turbinentechnik, Medizinimplantate
• Cobalt-60: Strahlentherapie, industrielle Anwendungen
• Tiefseebergbau: Manganknollen, Chancen und ökologische Risiken

Quellen und weiterführende Literatur:

1. Emsley, John (2011): Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press.
2. Hodgkin, D. C. et al. (1956): Structure of Vitamin B12. Nature, 178, 64–66. – Originalpublikation zur Strukturaufklärung von Cobalamin.
3. Amnesty International (2016): This Is What We Die For – Human Rights Abuses in the Democratic Republic of the Congo Power the Global Trade in Cobalt. Verfügbar unter: www.amnesty.org
4. U.S. Geological Survey (USGS) (2024): Mineral Commodity Summaries: Cobalt. Verfügbar unter: www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center
5. Olivetti, E. A. et al. (2017): Lithium-Ion Battery Supply Chain Considerations. Joule, 1(2), 229–243.
6. Neilands, J. B. (1966): Cobalt in Biology. In: Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry, Vol. 9. Academic Press.
7. International Energy Agency (IEA) (2023): Critical Minerals Market Review 2023. Verfügbar unter: www.iea.org
8. Leake, B. E. (2006): The History of Cobalt Minerals. Mineralogical Magazine, 70(4), 371–384.
9. Mudd, G. M. (2010): Global trends and environmental issues in nickel mining: Sulfides versus laterites. Ore Geology Reviews, 38(1–2), 9–26.
10. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) (2023): Rohstoffinformationen Kobalt. Verfügbar unter: www.bgr.bund.de

Hinweis: Die Vertonung ist KI unterstützt. Das Skript an sich wurde von uns ohne KI erstellt.

Diese Folge widmet sich Eisen (Fe, Ordnungszahl 26) – dem meistproduzierten Metall der Welt und einem der grundlegendsten Elemente des Lebens. Wir reisen durch die Kosmologie der Sternenentstehung, die Archäologie der Eisenzeit, die Biologie des menschlichen Blutes und die Zukunft des grünen Stahls. Eisen verbindet Universum und Organismus, Antike und Gegenwart, Industrie und Natur.

Themen dieser Folge:

• Etymologie: „Eisen" (germanisch) vs. „ferrum" (lateinisch)
• Kernphysik: Eisen als schwerstes durch Sternfusion erzeugbares Element
• Geochemie: Eisen im Erdkern, Erdmagnetfeld, Erdkruste
• Archäologie: meteorisches Eisen, Eisenzeit, Hochofen und Bessemer-Verfahren
• Biologie: Hämoglobin, Myoglobin, Eisenmangel, Bioverfügbarkeit
• Meeresökologie: Eisen als limitierender Nährstoff für Phytoplankton
• Industrie & Klimaschutz: Stahlemissionen, grüner Stahl, Recycling
• Kultur & Sprache: Eisenmetaphern, Mythologie, Medizingeschichte

Quellen und weiterführende Literatur:

1. Emsley, John (2011): Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. – Umfassende Einführung in alle Elemente, inkl. Eisen.
2. Lodish, H. et al. (2021): Molecular Cell Biology, 9. Aufl. W. H. Freeman. – Standardwerk zur Biologie des Hämoglobins und Eisenstoffwechsels.
3. World Steel Association (2024): World Steel in Figures 2024. – Globale Stahlproduktionsstatistiken. Verfügbar unter: www.worldsteel.org
4. de Baar, H. J. W. & Boyd, P. W. (2000): The Role of Iron in Plankton Ecology and Carbon Dioxide Transfer of the Global Oceans. In: The Changing Ocean Carbon Cycle. Cambridge University Press.
5. International Energy Agency (IEA) (2023): Iron and Steel Technology Roadmap. Verfügbar unter: www.iea.org
6. HYBRIT Development (2023): Projektstatus und Technologiebeschreibung. Verfügbar unter: www.hybritdevelopment.se
7. U.S. Geological Survey (USGS) (2024): Mineral Commodity Summaries: Iron Ore. Verfügbar unter: www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center
8. Beard, J. L. (2001): Iron Biology in Immune Function, Muscle Metabolism, and Neuronal Functioning. Journal of Nutrition, 131(2), 568S–580S.
9. Tylecote, R. F. (1992): A History of Metallurgy, 2. Aufl. Institute of Materials, London. – Standardwerk zur Geschichte der Metallverarbeitung.
10. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) (2023): Rohstoffinformationen Eisenerz. Verfügbar unter: www.bgr.bund.de

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