1998 LS 8.1 Metallbindung

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Einleitung

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Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle

Im Periodensystem der Elemente (PSE) zeichnen sich Elemente nicht nur durch ihre Ordnungszahl, sondern auch durch die Anzahl der Valenzelektronen aus, die in der äußeren Schale kreisen. Auf der linken Seite des PSE finden sich Metalle, die dazu neigen, Elektronen abzugeben. Die rechts im PSE positionierten Elemente verfügen über viele Außenelektronen und neigen dazu, fehlende Elektronenplätze durch die Aufnahme von Elektronen anderer Atome zu ergänzen. Zwischen den Metallen und Nichtmetallen befinden sich die Halbmetalle, sie haben Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen und können somit nicht eingeordnet werden.

Metall als kristalliner Werkstoff

Amorphe Stoffe

Kirchenglas

Metallbindung im Vergleich zur Ionenbindung und Atombindung

Allgemeines

Legierung: Metalle mit Metallen und/oder Nichtmetallen.

Der Zusammenschluss zwischen Metallen mit Metallen und/oder Nichtmetallen führt zu drei möglichen Kombinationen von Bindungen:

1. Ionenbindung: Hier verbindet sich ein Metallatom mit einem Nichtmetallatom. Da die Elektronen vom Metall zum Nichtmetall übertragen werden, gibt es keine freien Elektronen. Ein bekanntes Beispiel ist Korund (Al₂O₃; Aluminium als Metall und Sauerstoff als Nichtmetall) oder Kochsalz (NaCl; Natrium als Metall mit Chlor als Nichtmetall).
2. Atombindung (auch kovalente oder Elektronenpaar Bindung genannt): Bei dieser Bindung teilen sich zwei Nichtmetallatome die Elektronen, wodurch kaum freie Elektronen vorhanden sind. Diamant (C) ist ein Beispiel für diese Art der Bindung. Bekannte Beispiele sind: Wasser (H₂O; Wassertoff und Sauerstoff), Methan (CH_4; Kohlenstoff und Wasserstoff) aber auch Kunststoffe.
3. Metallbindung: Wenn sich zwei Metallatome verbinden, bilden sie eine Metallbindung, wobei die Valenzelektronen frei zwischen den Atomen beweglich sind. Dies verleiht Metallen ihre charakteristischen Eigenschaften. Alle Metalle sind Beispiele für diese Art der Bindung.

Diese Erkenntnisse bilden das Grundgerüst für das Verständnis der chemischen Bindungen und der Eigenschaften von Materialien und sind somit zentral für die Chemie und die Materialwissenschaft.

Metallbindung

Anziehungskräfte Diagramm

Abstand der Atome; Gleichgewichtszustand

Übung

H5P Übung