Metalle 12WC

Die hohe Dichte der meisten Metalle beruht auf der Anordnung (kugelförmig gedachten) Kationen.

Diese beschreibt man am besten durch übereinander gelegte Kugelschichten.

Metalle kristallisieren in 3 Gittertypen:

-Die hexagonal-dichteste Kugelpackung ist eine Abfolge von 3 dichtest gepackten Kugelschichten (z.B. Beryllium, Magnesium, Titan oder Zink).

-Die kubisch-dichteste Kugelpackung besteht sogar aus einer Abfolge von 4 Schichten (z.B. Calcium, Aluminium, Kupfer, Silber und Gold).

-Bei der kubisch-innenzentrierter Packung ist ein Zentralkation würfelförmig von 8 weiterten Kationen umgeben (z.B. Alkalimetalle, Vanadium und Chrom)

Die Koordinationszahl gibt die Anzahl der direkten Nachbarn (Kationen) an.

(z.B in den beiden dichtesten Packungen hat jedes Kation 12 direkte Nachbarn, also Koordinationszahl 12, in der kubisch-innenzentrierter Packung hat jedes Kation nur 8 Nachbarn, also Koordinationszahl 8)

Metalle lassen sich untereinander und auch mit einigen Nichtmetallen zu so genannten Legierungen mischen bzw. zusammenschmelzen. Dabei werden Fremdatome in den Gitterverband aufgenommen. Dies geht um so leichter, je ähnlicher die Größe der Metallkationen ist. Sie können sich dann gegenseitig ersetzen. Sind die Fremdatome sehr klein, z.B. Wasserstoff-, Kohlenstoff-, oder Boratome, so werden sie in die Lücken des normalen Metallgitters eingebaut. derartige Einschlusslegierungen gibt es etwa von Eisen mit Kohlenstoff, sie spielen bei der Härtung von Stahl eine wichtige Rolle.

-Schmelztemperatur meist tiefer als bei den einzelnen reinen Metallen (⇒ einfachere Verarbeitung)

-meist größere Härte als ihre Bestandteile (⇒ Edelstahl ist härter als Eisen)

-die Eigenschaften der Legierungen können durch Veränderung der Zusammensetzung speziellen Verwendungszwecken angepasst werden (⇒ spielen in der Technik eine große Rolle)

75% Kupfer

25% Zink

70% Kupfer

30% Zinn

Kupfer mit Nickel und Zink

ca. 70% Eisen mit Nickel, Chrom und Wolfram

Metalle haben eine gute Wärmeleitfähigkeit. Erhitzt man ein Metallstück an einem Ende, so geraten dort die Metallatome in Schwingungen, die Geschwindigkeit der Elektronen nimmt zu. Die angeregten Elektronen können weitere Metallatome zu Schwingungen anregen und so im Metall rasch Wärmeenergie transportieren. Diese Eigenschaft macht sie zum geeigneten Material, um Wärmeenergie zu übertragen (⇒ Heiz- und Kühlsysteme sind aus Metallen gefertigt, z.B. Heizungskörper).