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Was sind eigentlich Metalle? - Eine Antwort aus der Chemie

  • Metalle sind im Prinzip allen Menschen durch ihr vielfaches Vorkommen im Alltag bekannt.
  • Allerdings fassen Chemiker den Begriff "Metalle" genauer und das ist auch nötig, denn mehr als Dreiviertel der bekannten Elemente zeigen metallische Eigenschaften. 
  • Gemeinsames Charakteristikum ist nicht etwa - wie man vermuten könnte - der metallische Glanz, sondern die gute elektrische Leitfähigkeit sowie die gute Wärmeleitfähigkeit.
  • Die einfachsten Metalle sind im Periodensystem die beiden ersten Gruppen, nämlich die Alkali- und die Erdalkalimetalle. Darüber hinaus gibt es jedoch gerade bei den schwereren Elementen weitere Metalle, zu denen übrigens auch das bekannte Eisen gehört.

Die Metallbindung - eigentlich ein Gitter

  • Chemiker verstehen unter dem Begriff "Metallbindung" eine typische Verbindung, wie sie zwischen mehreren (!) Metallatomen auftritt. 
  • Da es typisch für Metalle ist, ihre Außenelektronen besonders leicht abzugeben, bilden bei dieser Metallbindung die verbleibenden positiv geladenen Atomrümpfe eine Kristallstruktur. Sie sitzen dabei auf festen Gitterpunkten.
  • Die abgegebenen Elektronen können sich in diesem Gitter frei bewegen. Sie bilden das sog. Elektronengas (das natürlich für die elektrische Leitfähigkeit verantwortlich ist), das keinem einzelnen Atom mehr zugeordnet ist, sondern praktisch zu allen Atomen im Metall gehört. 
  • Der Zusammenhalt dieser Metallbindung, an der nie nur zwei einzelne Atome, sondern immer ein ganzer Verband von Atomen beteiligt ist, ergibt sich durch die Anziehung zwischen dem positiv geladenen Atomgitter und dem negativ geladenen Elektronengas.

Eisen, Kupfer, Aluminium - typische Beispiele

  • Im Prinzip ist jedes Metallstück, so es als Festkörper vorliegt, ein typisches Beispiel für eine Metallbindung. 
  • Am bekanntesten dürften jedoch Eisen, Kupfer sowie Aluminium sein. Auch hier (und ebenfalls bei Legierungen) ordnen sich die einzelnen Atome als Kristallgitter an, die Außenelektronen jedes einzelnen Atoms bilden das für die gute elektrische Leitfähigkeit dieses Beispiels verantwortliche Elektronengas.