Namen: M. Rausch, David Cantalejo-Jung, Florian Fegbeutel, Marian Schöppner, Marika, Tina, Filiz, Danielle
Was ist Metall?
Als Metalle bezeichnet man chemische Elemente, deren Atome sich gegeneinander zu einer Kristallstruktur mit freien Valenzelektronen verbinden. 80% der chemischen Elemente sind Metalle. Anhand der metallischen Bindungen lassen sich besondere Eigenschaften wie die gute Wärmeleitfähigkeit, bzw. die elektrische Leitfähigkeit erklären.
Geschichte der Metallnutzung
- Vielfältige Verwendung als Werkzeuge (Hämmer, Nägel)
- Verwendung als Schmuck
- Gewinn hauptsächlich aus Erzen
- Metallguss: Verarbeitung von Werkzeugen
- Entwicklung von Bronze: ca. 3500 v. Chr. in Europa (in China schon ca. 11000 v. Chr.)
- Bevorzugung von Eisen gegenüber Bronze ca. 1200 v. Chr. ->Eisen lässt sich leichter abbauen
- Gewinnung von flüssigem Eisen
- Verwendung von Gusseisen
- Zeitalter der Industrialisierung:
immer fortschrittlichere Methoden, Metalle abzubauen -> Unverzichtbarer Rohstoff
Gewinnung von Metallen:
◾Röstung -> Überführung unedler Metalle in ihre Oxide
-> bei Edelmetallerzen wird direkt das reine Metall gewonnen
(Bsp. Silbersulfid -> wird direkt in elementares Silber umgewandelt )
Vorkommen von Metallen:
◾unedle Metalle kommen in der Natur als Oxide, Sulfide und Carbonate in Erzen vor
◾nur Edelmetalle findet man in metallischer Form
Verwendung von Metallen:
◾reine Metalle werden zur Herstellung elektrischer Leitungen genutzt (-> bevorzugt unlegiertes Kupfer und Aluminium).
◾Aluminium: z.B. Fenster- und Türrahmen, Fahrzeugbau
◾Gold: z.B. Schmuckmetall, Zahnmedizin
◾Quecksilber: z.B. Thermometer, Energiesparlampen
◾Blei: z.B. Strahlenschutz (Röntgen)
◾Platin: z.B. Schmuckmetall
◾Wolfram: z.B. Glühlampen, Kugelschreiberminen
Eigenschaften der Metalle:
◾fester Aggregatszustand bei Raumtemperatur (außer Quecksilber)
◾metallischer Glanz - nicht transparent
◾sehr gute elektrische Leitfähigkeit
◾Wärmeleitfähigkeit
◾Verformbarkeit
◾Duktilität (=Verformbarkeit, Dehnbarkeit)
◾Schmelzbarkeit
◾in Pulverform sind fast alle Metalle schwarz
◾bei Kontakt mit Sauerstoff entsteht eine dunkle Oxidschicht auf dem Metall
◾Unterteilung in:
- edle (wenig reaktive) und unedle (sehr reaktive) Metalle
- Leicht-Metalle (Dichte unter 4,5g/cm³) und Schwer-Metalle
Container aus Stahl
Schwermetalle
- hohe Dichte
- z.B. Kupfer; Eisen
- Vorkommen: in Erzen
Leichtmetalle
- geringe Dichte
- z.B. Aluminium; Magnesium
- Vorkommen: in Erzen
Edelmetalle
- nicht reaktionsfreudig
- z.B. Gold; Silber
- Vorkommen: als Elemente
Kupferdachrinne
Unedle Metalle
- sehr reaktionsfreudig
- z.B. Zink; Chrom
- Vorkommen: nur als Verbindung
Unedle Metalle am Beispiel von Zink:
- Verwendung: Verzinken von Dachrinnen / Autoindustrie / Schutz vor Korrosion
- sehr reaktionsfreudig
- bildet an Luft Zinkoxid -> Schutzschicht, die weitere Reaktionen verhindert
- Schmelzpunkt: 419,53 °C
- Siedepunkt: 907 °C
- Massenanteil an der Erde: 0.01 %
Zinklaterne
Edle Metalle am Beispiel von Gold:
- ist ein Übergangsmetall (=>alle Elemte der Nebengruppe des PS)
- Schmelzpunkt: 1064,18 °C
- Siedepunkt: 2970 °C
- reagiert kaum mit anderen Stoffen
- Vorkommen: nur als Element
- sehr selten -> sehr teuer
- Verwendung: Elektroindustrie, elektronische Geräte, Schmuck, Lebensmittelzusatzstoff E175