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Metall

*** Shopping-Tipp: Metall
Metalle Kategorie:Chemie Kategorie:Werkstoff Kategorie:Metallurgie ar:تصني�?:�?لزات bg:Категори�?:Метали ca:Categoria:Metalls cs:Kategorie:Kovy cy:Categori:Metelau da:Kategori:Metaller en:Category:Metals eo:Kategorio:Metaloj es:Categoría:Metales fr:Catégorie:Métal he:קטגוריה:מתכות id:Kategori:Logam io:Category:Metalo it:Categoria:Metalli ja:Category:金属 ka:კ�?ტეგ�?რი�?:ლით�?ნები ko:분류:금�? la:Categoria:Metalla li:Categorie:Metaal ms:Kategori:Logam nl:Categorie:Metaal nn:Kategori:Metall no:Kategori:Metaller ru:Категори�?:Металлы simple:Category:Metals sk:Kategória:Kovy sl:Kategorija:Kovine sr:Категорија:Метали sw:Category:Metali uk:Категорі�?:Метали zh:Category:金属 zh-yue:Category:金屬 {{Dieser Artikel|handelt von chemischen Elementen. Für die ukrainische Fachzeitschrift siehe Metall (Zeitschrift).}} '''Metalle''' sind die größte Gruppe der Chemisches Element chemischen Elemente, etwa 80 % der Elemente sind Metalle. Bild:Gallium1 640x480.jpg thumb|400px|[[Gallium]]

Einteilung
Traditionell unterteilt man Metalle nach der Dichte in Schwermetalle und Leichtmetalle und nach der Reaktivität in Edelmetalle und unedle Metalle. ''Siehe hierzu auch den Hauptartikel'' Metallischer Werkstoff. Im Periodensystem der Elemente sind Metalle nicht bestimmten Reihen oder Perioden zugeordnet, vielmehr befinden sie sich links und unterhalb einer Linie vom Bor zum Polonium. Oben rechts befinden sich die Nichtmetalle, dazwischen die Halbmetalle. Die Nebengruppenelemente sind ausnahmslos Metalle. Für das chemische Verhalten ist auch die Zugehörigkeit zu Haupt- oder Nebengruppen des Periodensystems entscheidend. {| ! H|| colspan="17" | ||He |- ! bgcolor="#DDDDDD"|Li||bgcolor="#DDDDDD"|Be|| colspan="11" | ||B ||C ||N ||O ||F ||Ne |- ! bgcolor="#DDDDDD"|Na||bgcolor="#DDDDDD"|Mg|| colspan="11" | ||bgcolor="#DDDDDD"|Al||Si||P ||S ||Cl||Ar |- ! bgcolor="#DDDDDD"|K ||bgcolor="#DDDDDD"|Ca||bgcolor="#DDDDDD"|Sc|| ||bgcolor="#DDDDDD"|Ti||bgcolor="#AAAAAA"|V ||bgcolor="#AAAAAA"|Cr||bgcolor="#AAAAAA"|Mn||bgcolor="#AAAAAA"|Fe||bgcolor="#AAAAAA"|Co||bgcolor="#AAAAAA"|Ni||bgcolor="#AAAAAA"|Cu||bgcolor="#AAAAAA"|Zn||bgcolor="#AAAAAA"|Ga||bgcolor="#AAAAAA"|Ge ||As||Se||Br||Kr |- ! bgcolor="#DDDDDD"|Rb||bgcolor="#DDDDDD"|Sr||bgcolor="#DDDDDD"|Y || ||bgcolor="#AAAAAA"|Zr||bgcolor="#AAAAAA"|Nb||bgcolor="#777777"|Mo||bgcolor="#777777"|Tc||bgcolor="#777777"|Ru||bgcolor="#777777"|Rh||bgcolor="#777777"|Pd||bgcolor="#777777"|Ag||bgcolor="#AAAAAA"|Cd||bgcolor="#AAAAAA"|In||bgcolor="#AAAAAA"|Sn||bgcolor="#AAAAAA"|Sb||Te||I ||Xe |- ! bgcolor="#DDDDDD"|Cs||bgcolor="#DDDDDD"|Ba||bgcolor="#AAAAAA"|La||* ||bgcolor="#777777"|Hf||bgcolor="#777777"|Ta||bgcolor="#777777"|W ||bgcolor="#777777"|Re||bgcolor="#777777"|Os||bgcolor="#777777"|Ir||bgcolor="#777777"|Pt||bgcolor="#777777"|Au||bgcolor="#777777"|Hg||bgcolor="#777777"|Tl||bgcolor="#777777"|Pb||bgcolor="#AAAAAA"|Bi||bgcolor="#AAAAAA"|Po||At||Rn |- ! bgcolor="#DDDDDD"|Fr||bgcolor="#AAAAAA"|Ra||bgcolor="#777777"|Ac||** ||bgcolor="#777777"|Rf||bgcolor="#777777"|Db||bgcolor="#777777"|Sg||bgcolor="#777777"|Bh||bgcolor="#777777"|Hs||bgcolor="#777777"|Mt||bgcolor="#777777"|Ds||bgcolor="#777777"|Rg |- | colspan="19"| |- ! colspan="3"| ||* ||bgcolor="#AAAAAA"|Ce||bgcolor="#AAAAAA"|Pr||bgcolor="#AAAAAA"|Nd||bgcolor="#AAAAAA"|Pm||bgcolor="#AAAAAA"|Sm||bgcolor="#AAAAAA"|Eu||bgcolor="#AAAAAA"|Gd||bgcolor="#AAAAAA"|Tb||bgcolor="#AAAAAA"|Dy||bgcolor="#AAAAAA"|Ho||bgcolor="#AAAAAA"|Er||bgcolor="#AAAAAA"|Tm||bgcolor="#AAAAAA"|Yb||bgcolor="#AAAAAA"|Lu|| |- ! colspan="3"| ||**||bgcolor="#777777"|Th||bgcolor="#777777"|Pa||bgcolor="#777777"|U ||bgcolor="#777777"|Np||bgcolor="#777777"|Pu||bgcolor="#777777"|Am||bgcolor="#777777"|Cm||bgcolor="#777777"|Bk||bgcolor="#777777"|Cf||bgcolor="#777777"|Es||bgcolor="#777777"|Fm||bgcolor="#777777"|Md||bgcolor="#777777"|No||bgcolor="#777777"|Lr|| |} {| | bgcolor="#DDDDDD"| Leichtmetalle < 5 g/cm³ | bgcolor="#AAAAAA"| Schwermetalle < 10 g/cm³ | bgcolor="#777777"| Schwermetalle > 10 g/cm³ |} ''Siehe auch'': Refraktärmetalle

Physikalische Eigenschaften

Allgemeines
MetallAtom atome sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet: * Die Zahl der Elektronen in der äußeren Schale ist gering und kleiner als die Koordinationszahl * Die (zur Abspaltung dieser Außenelektronen nötige) Ionisierungsenergie ist klein (< etwa 10 Elektronenvolt eV) Daraus resultiert, dass Metallatome sich untereinander nicht wie viele Nichtmetalle über Atombindungen zu Molekülen oder Gittern verbinden können. Allenfalls in Metalldämpfen kommen solche Atombindungen vor, z. B. besteht Natriumdampf zu etwa 1 % aus Na₂-Molekülen. Metalle ordnen sich vielmehr zu einem Metallgitter aus positiv geladenen Metallische Bindung Atomrümpfen, während die Valenzelektronen über das ganze Gitter verteilt sind. Keines dieser Elektronen gehört mehr zu einem bestimmten Kern, diese Elektronen sind frei beweglich, also nicht an bestimmte Energieniveaus (Orbitale) gebunden, sie befinden sich in der „Leiterbahn“ und bilden ein „Elektronengas“. Eine exaktere Betrachtung unter Berücksichtigung des Orbitalmodells liefert das Bändermodell. Aus dieser Bindungsart und diesem Gitteraufbau resultieren folgende typische Eigenschaften der Metalle: * Glanz (Spiegelglanz) :Die frei beweglichen Elektronen können die gesamte eingestrahlte, aufgenommene Energie - also alle Wellenlängen - wieder unverändert emittieren; so entstehen der Glanz und der Spiegeleffekt. Das nennt man auch Reflexion; aus glatten Metallflächen werden deshalb Spiegel angefertigt. * Undurchsichtigkeit :Die vorbeschriebene, an der Metalloberfläche stattfindende Reflexion bewirkt zugleich, dass Licht das Metall nicht durchdringen kann. Metalle sehen deshalb bereits in dünnsten Schichten in der Durchsicht grau bis schwarz aus. * Gute Elektrische Leitfähigkeit elektrische Leitfähigkeit :Die Wanderung der frei beweglichen Elektronen in eine Richtung ist der elektrische Strom. * Gute Thermische Leitfähigkeit thermische Leitfähigkeit :Die leicht verschiebbaren Elektronen nehmen an der Wärmebewegung teil und tragen so zum Wärmetransport bei, vgl. Wärmeleitung#Mechanismen Wärmeleitung * Gute Verformbarkeit (Duktilität) :Im Metallgitter befinden sich Versetzungen, die sich schon bei einer Spannung unterhalb der Trennspannung bewegen können; je nach Gittertyp verformt sich also ein Metall eher, als dass es bricht * Hoher Schmelzpunkt :durch die allseitig gerichteten Bindungskräfte

Schmelz- und Siedetemperaturen
Die folgende Tabelle zeigt die Schmelz- und Siedetemperaturen einiger Metalle (in °C bei Normaldruck): :{| class="prettytable sortable" |-- class="hintergrundfarbe6" !Metall !!Schmelztemperatur !! Siedetemperatur |- |Aluminium || align="center" | 0659,0 || align="center" | 2467 |- |Blei || align="center" | 0327,4 || align="center" | 1751 |- |Eisen || align="center" | 1536,0 || align="center" | 3070 |- |Kupfer || align="center" | 1083,0 || align="center" | 2595 |- |Magnesium || align="center" | 0650,0 || align="center" | 1120 |- |Wolfram || align="center" | 3422,0 || align="center" | 5555 |- |Zink || align="center" | 0419,5 || align="center" | 0907 |- |Zinn || align="center" | 0231,9 || align="center" | 2687 |} Als '''hochschmelzend''' bezeichnet man Metalle, deren Schmelzpunkt T_E über 2000K bzw. über dem Schmelzpunkt von Platin (T_E-Platin = 2045K = 1772°C) liegt. Dazu gehören die Edelmetalle Ruthenium, Rhodium, Osmium und Iridium und Metalle der Gruppen IVA (Zirkonium, Hafnium), VA (Vanadium, Niob, Tantal), VIA (Chrom, Molybdän, Wolfram) und VIIA (Technetium, Rhenium).

Wärmeleiteigenschaften
Die für die Wärmeleitung relevanten Eigenschaften wie Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit variieren stark. So hat etwa Silber mit 427 W/(m K) eine ca. 20-fach höhere Wärmeleitfähigkeit als Mangan, siehe Temperaturleitfähigkeit Liste mit Werten.

Legierungen
Die Verbindungen oder auch Lösung (Chemie) Lösungen von verschiedenen Metallen miteinander oder ineinander heißen Legierungen. Diese haben oft völlig andere physikalische und chemische Eigenschaften als die reinen Metalle. Vor allem die Härte ist teilweise um Größenordnungen höher. Ebenso ist vielfach die Korrosion (Chemie) Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht. Der Schmelzpunkt von Legierungen liegt dagegen unter dem der reinen Metalle; bei einer bestimmten Zusammensetzung wird der tiefste Schmelzpunkt erreicht, das Eutektikum. Reine Metalle werden praktisch nicht verwendet, außer bei der Herstellung elektrischer Leitungen, da reine Metalle die größte Leitfähigkeit besitzen. Hier werden unlegierte Metalle verwendet, vor allem Kupfer und Aluminium.

Chemische Eigenschaften
In Verbindung mit Nichtmetallen treten die Metalle im Allgemeinen als Kationen auf, d. h. die äußeren Elektronen werden vollständig an die Nichtmetallatome abgegeben und es bildet sich eine Ionenverbindung (Salze Salz). In einem Ionengitter werden die Ionen nur durch Elektrostatische Kraft elektrostatische Kräfte zusammengehalten. Bei Verbindungen mit Übergangsmetallen und bei größeren Anionen (wie dem Sulfide Sulfid-Ion) können alle Übergangsstufen zur Atombindung vorkommen. Mit Nichtmetallen wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff werden auch Einlagerungsmischkristall Einlagerungsverbindungen gebildet, wobei sich die Nichtmetallatome in Lücken des Metallgitters befinden, ohne dieses wesentlich zu verändern. Diese Einlagerungsverbindungen behalten die typischen Metalleigenschaften wie die Elektrische Leitfähigkeit. Metallkationen, v. a. die der Nebengruppenmetalle, bilden mit Basen (Wasser, Ammoniak, Halogeniden, Cyaniden u. v. a.) Komplexverbindungen, deren Stabilität nicht allein durch die elektrostatische Anziehung erklärt werden kann. Metalle in höheren Oxidationszahl Oxidationsstufen bilden auch Komplexanionen, z. B. löst sich Chromtrioxid CrO₃ in Kalilauge unter Bildung des Chromate Chromat-Anions CrO₄^2-: : CrO₃ + 2 KOH → K₂CrO₄ + H₂O

Vorkommen
Der Erdkern besteht zum größten Teil aus Eisen, da es das Kernphysik kernphysikalisch stabilste Element ist. In der Erdkruste dagegen überwiegen die Nichtmetalle, relativ häufige Metalle sind Aluminium, Eisen, Mangan, Titan (Element) Titan, Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium. Viele seltene Metalle treten aber in ihren Abbaustätten stark angereichert auf. Gesteine, die klassische Werkmetalle in abbauwürdigen Konzentrationen enthalten, werden Erze genannt. Zu den wichtigsten Erzen gehören: * Oxide * Sulfide * Carbonate Andere Metallverbindungen wie Kochsalz oder Kalziumkarbonat Kalk werden dagegen nicht als Erze bezeichnet. Manche Edelmetalle, v. a. Gold, kommen auch gediegen, d. h. in reiner Form und nicht als Verbindung/Erz vor.

Verwendung
Viele Metalle sind wichtige Werkstoffe. Unsere moderne Welt wäre ohne Metalle unmöglich. Nicht ohne Grund werden Phasen der Menschheitsentwicklung nach den verwendeten Werkstoffen als Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit bezeichnet. Die folgende Liste enthält die wichtigsten Metalle und Legierungsbestandteile, keine Verbindungen. * Aluminium: bedeutendstes Leichtmetall * Beryllium: Legierungen, vor allem mit Kupfer und Aluminium; Waffentechnik * Bismut: Legierungen * Blei: Legierungen, Bleiakkumulator, Lot (Metall) Lote, Korrosionsschutz, Gewicht * Cadmium: Bestandteil von Akkumulatoren * Chrom: Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl, Chrom-Nickel-Stahl), Überzugsmetall * Eisen: wichtigstes Werkmetall (Gusseisen, Stahl), viele Legierungen * Gallium: Halbleiter * Gold: Schmuckmetall, Blattgold, Elektrotechnik, Wertanlage, Währungsabsicherung * Indium: Halbleiter, Indiumdichtung * Iridium: Elektroden, Zündkerzen, Kugelschreiberminen (Kugeln) * Kalium: legiert mit Natrium als Kühlmittel in Kernreaktoren * Cobalt: Magnete * Kupfer: Elektrotechnik (zweithöchste Leitfähigkeit nach Silber), Bronze, Messing * Magnesium: für besonders leichte Werkstücke mit nicht allzuhohen Ansprüchen an die Festigkeit; Einweg-Blitzbirnen bzw. Blitzlichtpulver * Mangan: Legierungsbestandteil (Manganstahl) * Molybdän: Legierungsbestandteil (Molybdän-Stahl) zur Erhöhung der Warmfestigkeit * Natrium: legiert mit Kalium als Kühlmittel in Kernreaktoren * Nickel: Legierungen (Nickel-Eisen, Nickel-Chrom, Nickel-Kupfer etc.), Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl, Chrom-Nickel-Stahl), Magnete * Osmium: legiert mit Wolfram in Glühlampen * Palladium: Katalyse, Wasserstoffspeicherung * Platin: Schmuckmetall, Katalyse, wertvollstes Metall * Quecksilber: Thermometer * Rhodium: Schmuckmetall * Ruthenium: Katalysator, Erhöhung des Härtegrades von Platin und Palladium * Silber: Schmuckmetall, Fotografie * Tantal: Kondensator (Elektrotechnik) Kondensatoren * Titan (Element) Titan: für Leichtbauweise ohne Rücksicht auf die Kosten, Schmuck * Uran: Kernreaktoren, Radioaktivität, Geschosse * Vanadium: Legierungsbestandteil (Chrom-Vanadium-Stahl) für wärmfeste Stähle, Katalysator zur Synthese von Schwefelsäure (Vanadium-V-Oxid) * Wolfram: Glühlampen (höchster Schmelzpunkt aller Metalle), Spezialstähle * Zink: Legierungsbestandteil (Messing), Zinkdruckgussteile (Zamak-Legierung), Verzinkung von Stahlteilen (Feuerverzinken, Bandverzinken..) * Zinn: Legierungsbestandteil (Bronze), Lot (Metall) Lote (Lötzinn), Weißblech, Zinnfiguren * Zirkonium: Lambdasonde im Auto (Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas)

Metall als zivilisatorisches Entwicklungsmerkmal
Anhand der Nutzungs- und Verarbeitungsweisen von Metallen werden wichtige Epochen der Menscheitsgeschichte unterschieden. Im Allgemeinen sind dies: * Kupfersteinzeit * Bronzezeit * Eisenzeit

Metalle in der Astronomie
In der Astronomie bezeichnet '''Metall''' jedes chemische Element mit einer Ordnungszahl höher als Helium. Diese Unterscheidung ist sinnvoll, da Wasserstoff und Helium zusammen mit einigen Spuren von Lithium die einzigen Elemente sind, welche im Universum durch den Urknall entstanden sind. Alle weiteren Elemente entstanden später, zum Beispiel in Sternen durch Kernfusion oder durch Supernovae. Die Metallizität von Objekten des Weltraums kann daher als Indikator für seine stellare Aktivität aufgefasst werden.

Metall in der Chinesischen Philosophie
'''Metall''' bezeichnet ein Element der traditionellen Fünf-Elemente-Lehre.

Heraldik
Als Metalle werden in der Heraldik die Tinkturen (Wappenfarben) Gold und Silber bezeichnet. Ersatz bei Wappenmalereien ist für Gold die Farbe Gelb und für Silber die Farbe Weiß.

Weblinks
*Animationen der Atome von Metallen und Nichtmetallen: http://www.physik.rwth-aachen.de/~harm/aixphysik/atom/Periodic/index.html

Siehe auch
{{Wiktionary|Metall}} * Metallurgie * Metallgitter – Metallbindung * Halbmetall – Nichtmetall * Periodensystem * Festkörper {{Navigationsleiste Serien (Periodensystem)}} Kategorie:Metall Kategorie:Metallverarbeitung ar:�?لز (توضيح) bg:Метал bs:Metal (hemija) ca:Metall chr:ᎠᎾᎦᎵ�??Ꭹ Ꭶ�?��?��??Ꭹ cs:Kov cy:Metel da:Metal el:Μέταλλα en:Metal eo:Metalo (fiziko) es:Metal et:Metallid fa:�?لز fi:Metalli fr:Métal gd:Meatailt he:מתכת hr:Kovine hu:Fémek id:Logam is:Málmur it:Metallo ja:金属 jbo:jinme ko:금�? ku:Lajwerd la:Metallum lb:Metall lmo:Metàj lt:Metalai lv:Met�?ls mk:Метал ms:Logam nds:Metall nl:Metaal nn:Metall no:Metall pl:Metale (chemia) pt:Metal qu:Q'illay ro:Metal ru:Металлы sh:Metal (hemija) simple:Metal sk:Kov sl:Kovina sr:Метал (хемија) sv:Metall ta:உலோகம�? th:โลหะ tl:Metal tr:Metal (kimya) ug:م�?تلا uk:Метали vi:Kim loại yi:�?ייזן zh:金属 zh-yue:金屬

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[Der Artikel zu Metall stammt aus dem Nachschlagewerk Wikipedia, der freien Enzyklopädie. Dort findet sich neben einer Übersicht der Autoren die Möglichkeit, den Original-Text des Artikels Metall zu editieren.
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