Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 31. Oktober 2019

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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