Eigenschaften von Metallen
Metalle sind eine bedeutende Gruppe von Stoffen, die im Periodensystem eine wichtige Rolle spielen. Ihre besonderen Eigenschaften wie Glanz, Biegsamkeit und hohe Wärme- sowie elektrische Leitfähigkeit machen sie sehr vielseitig einsetzbar. Möchtest du mehr über Metalle erfahren und dein Wissen testen? Dann lies weiter! Die folgenden Informationen bieten dir interessante Einblicke in dieses Thema.
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Grundlagen zum Thema Eigenschaften von Metallen
Metalle in der Chemie – Einführung
Metalle sind überall! So besteht dein Fahrrad hauptsächlich aus Metallen wie Eisen $\left( \ce{Fe} \right)$ und Aluminium $\left( \ce{Al} \right)$. Metalle können sehr auffällige Stoffe sein: Sie können glänzen und einige wenige Metalle wie Eisen sind magnetisch; Quecksilber $\left( \ce{Hg} \right)$ ist bei Raumtemperatur ein flüssiges und übrigens auch giftiges Metall; Gold $\left( \ce{Au} \right)$ und Platin $\left( \ce{Pt} \right)$ sind besonders wertvolle und edle Metalle. Unedle Metalle wie Zink $\left( \ce{Zn} \right)$ oder Blei $\left( \ce{Pb} \right)$ werden im Rostschutz eingesetzt.
Neben deinem Fahrrad bestehen viele wichtige Produkte hauptsächlich aus Metallen:
Schiffe, Flugzeuge und Autos, aber auch das Innenleben von Computern und Smartphones.
Oft fällt bei Produkten aus Metall der Begriff Stahl. Darunter versteht man eine Legierung von Eisen, die unter anderem circa zwei Prozent Kohlenstoff-Beimengung enthält.
Ob du es glaubst oder nicht: Wir haben sogar im Körper Metalle, sogenannte Spurenelemente! So benötigen wir Eisen, um den Sauerstoff im Blut zu den Zellen transportieren zu können.
Wusstest du schon?
Gold ist so selten und wertvoll, dass alles Gold, das jemals auf der Welt abgebaut wurde, in einen Würfel von nur rund $20$ Metern Kantenlänge passen würde. Das ist kleiner als ein durchschnittliches Klassenzimmer!
Das liegt unter anderem an einer speziellen Eigenschaft dieses Metalls:
Schon mit sehr kleinen Mengen Gold lassen sich riesige Flächen überziehen und beschichten. Kein Wunder also, dass das Metall seit Tausenden von Jahren als wertvolles Schmuck‑ und Zahlungsmittel genutzt wird.
Was sind Metalle? – Definition
Betrachten wir Metalle in der Chemie, dann schauen wir zunächst auf das Periodensystem der chemischen Elemente. Metalle sind alle chemischen Elemente, die im folgenden Bild rot eingefärbt sind. Schnell sieht man: Die meisten chemischen Elemente sind Metalle, rund $80$ Prozent!
Ob ein Element ein Metall oder Nichtmetall ist, kannst du aus dem Periodensystem der Elemente herauslesen. Darüber hinaus werden edle und unedle Metalle unterschieden – eine Unterscheidung, die anhand der sogenannten Redoxreihe der Metalle gemacht wird.
Darauf aufbauend werde Metalle in die elektrochemische Spannungsreihe der Metalle eingeordnet.
Im Labor ist es außerdem möglich, Stoffgemische aus unterschiedlichen Metallen im Reagenzglas anhand der Fällungsreihe der Metalle zu trennen und das Vorhandensein einzelner Metalle nachzuweisen.
Metalle können auf unterschiedliche Weisen in Gruppen aufgeteilt werden. Man kann sie zum Beispiel in edle und unedle Metalle oder aufgrund ihrer Dichte in Leichtmetalle und Schwermetalle einteilen.
Von den Nichtmetallen unterscheiden sich die Metalle aufgrund einiger Eigenschaften, die vor allem auf das Verhalten der Außenelektronen (Valenzelektronen) innerhalb des Metalls zurückzuführen sind.
Metalle haben eine große Bedeutung und auch du hast sicher sehr häufig im Alltag mit Metallen zu tun. Die Verwendung von Metallen ist vielfältig. So findest du sie als Ausgangsmaterial bei der Fertigung von Baggern, in Eisenbahnzügen, in Gleisen, in Schmuck, in Gebäuden, im Besteck, im Schiffbau oder in Stromkabeln. Autos und Lkws sind auch zum großen Teil aus Metallen gefertigt.
Viele Alltagsgegenstände bestehen also aus Metallen. Aber welche Eigenschaften haben Metalle? Sind Metalle verformbar? Wann sind Metalle verformbar? Und welche typischen Eigenschaften von Metallen kann man ohne Hilfsmittel erkennen?
Eigenschaften der Metalle
Einfach erklärt sind die charakteristischen, gemeinsamen, chemischen und physikalischen Eigenschaften von Metallen die guten Strom- und Wärmeleiteigenschaften, die Undurchsichtigkeit, die Robustheit, die Stabilität, der Metallglanz und die Verformbarkeit. Außerdem schmelzen Metalle, ohne sich zu zersetzen. Diese Eigenschaften sind bei jedem Metall unterschiedlich stark ausgeprägt.
Die wichtigsten Eigenschaften der Metalle sind die vier folgenden charakteristischen Eigenschaften:
- Metalle zeigen einen typischen Glanz.
- Metalle sind verformbar.
- Metalle haben eine gute Wärmeleitfähigkeit.
- Metalle haben eine gute elektrische Leitfähigkeit.
Metalle haben also viele interessante Eigenschaften. Ihre besonderen Eigenschaften verdanken sie der Metallbindung. Die Metallbindung beschränkt sich nicht auf eine Bindung zwischen zwei Atomen, auch nicht auf drei oder vier Atome. Bei einer Metallbindung sind ganz viele Metallatome miteinander verbunden. Sie bilden ein Metallgitter aus eng benachbarten Atomrümpfen. Jeder Atomrumpf hat auch seine Außenelektronen in das Metallgitter eingebracht.
Aber im Unterschied zu anderen Bindungen können die Außenelektronen im Metallgitter ständig ihren Platz wechseln – sie sind über das gesamte Metallgitter delokalisiert. Man spricht deswegen auch vom sogenannten Elektronengas. Dabei herrschen zwischen den delokalisierten, negativ geladenen Elektronen und den positiv geladenen Atomrümpfen elektrostatische Anziehungskräfte. Das kannst du auch hier in diesem Bild sehen:
Die daraus folgenden mechanischen und weitere physikalische Eigenschaften der Metalle werden in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt und erklärt.
| Eigenschaften | Erklärung | Beispiel |
|---|---|---|
| Verformbarkeit (Duktilität) | Statt wie beim Salz (unter normalen Bedingungen) bei Einwirkung von Kraft zu brechen, verformen sich Metalle. Dabei verschiebt sich die kristalline Struktur. Über das Elektronengas wird diese aber weiterhin zusammengehalten. | Metalle lassen sich somit leicht durch Schmieden, Walzen, Pressen sowie Gießen und Biegen verformen, besonders bei erhöhten Temperaturen. Sehr gut lassen sich beispielsweise Metalle wie Eisen, Gold oder Platin verformen. |
| Stromleitfähigkeit | Durch Anlegen einer Spannung bewegen sich die frei beweglichen Elektronen des Elektronengases vom Minus- zum Pluspol. | Diese Eigenschaft macht man sich bei der Verwendung von Metallen als elektrische Leiter in Stromkabeln zunutze. |
| Wärmeleitfähigkeit | Auch hier spielt das Elektronengasmodell die entscheidende Rolle. Die Bewegungsenergie der Teilchen wird durch die freien Elektronen leicht von einem zum nächsten Teilchen übertragen. Dadurch sind Metalle gut wärmeleitfähig. | Der Wärmetransport über Metalle kommt zum Beispiel bei Heizkörpern und Kochtöpfen zum Einsatz. |
| Metallglanz und Farbe | Die beweglichen, freien Elektronen ermöglichen es, sichtbares Licht jeglicher Wellenlänge gleich gut zu reflektieren. Nur ein Teil des auftreffenden Lichts gelangt so unter die Oberfläche (und führt zur Erwärmung des Metalls). Deswegen zeigt eine Metalloberfläche einen ganz typischen Glanz. Die Grundfarbe von Metallen hängt vom jeweiligen Element ab, die meisten sind grau bis leicht bläulich. | Die Schönheit des Glanzes wird bei Autofelgen, Essbestecken und natürlich bei der Herstellung von Schmuck genutzt. |
Einige chemische Elemente entlang der Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen, beispielsweise Silicium $\left( \ce{Si} \right)$ oder Germanium $\left( \ce{Ge} \right)$, sind Halbmetalle. Halbmetalle zeigen nur teilweise oder nur unter bestimmten Bedingungen metallische Eigenschaften.
Andere Stoffeigenschaften wie die Schmelzpunkte der Metalle und ihre Siedepunkte können von Metall zu Metall sehr unterschiedlich sein. Geschmolzene Metalle können andere Metalle lösen. So bilden sie Legierungen, also Gemenge unterschiedlicher Metalle, wenn sie wieder abkühlen. Wegen ihrer besonderen Eigenschaften sind viele Legierungen von großer praktischer Bedeutung. Eine Legierung kennst du bestimmt von alten Türgriffen, die waren früher meist aus Messing. Das ist eine Legierung aus Kupfer $\left( \ce{Cu} \right)$ und Zink $\left( \ce{Zn} \right)$.
Kennst du das?
Vielleicht hast du schon einmal bemerkt, dass Töpfe und Pfannen aus Metall viel schneller heiß werden als Gegenstände aus Plastik oder Holz. Das liegt daran, dass Metalle hervorragende Wärmeleiter sind.
Wenn du lernst, wie Metalle Wärme leiten, verstehst du, warum sie in der Küche so oft verwendet werden und wie wichtig ihre Eigenschaften in deinem Alltag sind. Ohne diese Eigenschaft wäre zum Beispiel das Kochen viel mühsamer.
Unterscheidung der Stoffeigenschaften von Metallen
Metalle können nach den typischen physikalischen Eigenschaften unterschiedlich eingeteilt werden. Man kann demnach die Dichte, den Schmelzpunkt und das Reaktionsverhalten unterscheiden.
-
Dichte von Metallen:
Einteilung der Metalle in Leicht- und Schwermetalle -
Schmelzpunkt von Metallen:
Unterscheidung zwischen niedrigschmelzenden $(\pu{< 600 °C})$, mittelschmelzenden $(\pu{600 - 1100 °C})$ und hochschmelzenden $(\pu{> 1100 °C})$ Metallen -
Reaktionsverhalten:
Einteilung in edle und unedle Metalle in der elektrochemischen Spannungsreihe
Fehleralarm
Es ist ein Missverständnis zu glauben, dass alle Metalle magnetisch sind. In Wirklichkeit sind nur die Metalle Eisen, Nickel und Kobalt unter Normalbedingungen magnetisch.
Allerdings können viele andere Metalle magnetisiert werden. Das heißt, wenn ein Magnet auf sie einwirkt, werden sie zeitweise ebenfalls magnetisch.
Das kennst du zum Beispiel von Büroklammern, die von einem Magneten angezogen werden können – sich selbst aber normalerweise nicht gegenseitig anziehen.
Aufbau der Metalle
Grundsätzlich sind die Metallatome so aufgebaut wie alle anderen Atome. Die Elektronen bewegen sich auf Schalen um die Atomkerne herum. Auf der äußersten Schale befinden sich die Außenelektronen bzw. Valenzelektronen. Sie sind für die chemische Bindung zwischen den Metallatomen verantwortlich.
Im festen Metall bilden ganz viele Metallatome ein Atomgitter. Die Valenzelektronen bewegen sich dabei ganz frei zwischen allen Metallatomen im Gitter und binden so die Metallatome untereinander. Diese Art der Bindung heißt Metallbindung.
Die Metallbindung ist verantwortlich für viele der oben genannten Eigenschaften, die alle Metalle gemeinsam haben.
Bau und Eigenschaften der Metalle – Beispiel Legierung
Eine weitere Eigenschaft von Metallen ist die Bildung von Legierungen. Das sind feste und homogene Metallgemische. Beispielsweise ist Bronze eine Legierung aus den Elementen Kupfer und Zinn. Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Neusilber ist eine Legierung aus Kupfer, Zink und Nickel. Und Weißgold ist eine Legierung aus Gold und Palladium. Legierungen bieten den großen Vorteil, dass man je nach Anteil der einzelnen Bestandteile die Eigenschaften der Endzusammensetzung sehr gut einstellen und somit verbessern kann.
Schlaue Idee
Ein einfacher Löffel ist schon ein verblüffendes Werkzeug, denn er rostet nicht. Ein Löffel besteht nämlich in der Regel aus rostfreiem Stahl. Dieser Stahl ist eine Legierung, die so gestaltet ist, dass sie langlebig und korrosionsbeständig bleibt, selbst wenn der Löffel oft gewaschen wird.
Gewinnung von Metallen
Am häufigsten findet die Gewinnung von Metallen aus Erzen statt. Außerdem werden Metalle aus Recycling wiedergewonnen, was aber sehr schwierig ist und leider heutzutage in einigen Fällen noch nicht wirtschaftlich umgesetzt werden kann. Sowohl die Gewinnung aus Erzen als auch das Recycling von Metallen sind sehr energieintensiv.
Ausblick – das lernst du nach Eigenschaften von Metallen
Lerne mehr über die Metallbindung und die Gewinnung von Metallen aus Erzen. Damit bist du gut auf das Thema Metalle und ihre Affinität zu Sauerstoff vorbereitet.
Wenn du weißt, wie Metalle hergestellt und verarbeitet werden, kannst du dieses Wissen auch bald praktisch anwenden!
Zusammenfassung der Metalle
- Metalle sind eine wichtige Stoffgruppe. Die Mehrzahl aller Elemente im Periodensystem sind Metalle.
- Die Atome von Metallen bilden in der Regel eine Gitteranordnung, wobei sich die Außenelektronen (Valenzelektronen) der Atome frei um alle Atomrümpfe im Gitter bewegen können. Dies führt zur für Metalle charakteristischen Metallbindung.
- Alle Metalle haben vier wichtige Eigenschaften gemeinsam:
metallischer Glanz, Verformbarkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und gute elektrische Leitfähigkeit.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Metalle
Transkript Eigenschaften von Metallen
In diesem Video geht es um etwas, das ECHT super ist! Stark, flexibel, beständig gegen extreme Temperaturen. Und vor allem: REAL! Tatsächlich haben wir tagtäglich mit ihnen zu tun. Heute geht es um die "Eigenschaften von Metallen". Metalle sind überall um uns herum. Bestimmt hattest du heute sogar schon eines in deiner Hand. Sie sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Aber was genau sind eigentlich Metalle? Nun, sie bilden eine Gruppe von Elementen. Und wenn wir einen Blick in die Lieblingstabelle der Chemikerinnen und Chemiker werfen, fällt auf, dass sie eine echt RIESIGE Gruppe darstellen. Metalle machen rund achtzig Prozent des Periodensystems der Elemente aus. Beispiele sind Kupfer, Aluminium, und natürlich Silber und Gold. Ein Stoffgemisch, bei dem ein oder auch mehrere Metalle Bestandteile sind, bezeichnet man als "Legierung". Messing ist beispielsweise eine Legierung aus Kupfer und Zink. So. Bei der ganzen Fülle an Metallen ist natürlich eine Einteilung angebracht. Dabei wird zum einen nach ihrer Dichte unterteilt. Zur Erinnerung: Die Dichte ergibt sich aus Masse pro Volumen. Bei der Einteilung der Metalle sind fünf Gramm pro Kubikzentimeter die Grenze. Das heißt, bei einer Dichte UNTERhalb dieses Wertes handelt es sich um ein Leichtmetall. Oberhalb oder gleich der fünf Gramm pro Kubikzentimeter handelt es sich um ein Schwermetall. Fällt dir vielleicht jeweils ein Beispiel dazu ein? Ein typisches Leichtmetall ist Aluminium und Blei ein Schwermetall. Zum anderen kann auch nach der Reaktivität eingeteilt werden, also ob ein Metall edel oder unedel ist. Kennzeichnend für unedle Metalle ist unter anderem, dass sie im Vergleich zu edlen Metallen wesentlich schneller mit anderen Stoffen reagieren, vor allem mit Sauerstoff. Das kannst du dann zum Beispiel bei Eisen sehen, wenn es rostet. Aluminium ist ein Beispiel für ein unedles Metall, welches relativ beständig gegenüber der Reaktion mit Sauerstoff ist. Hier wird nur eine dünne Oxidschicht an der Oberfläche gebildet, die es vor weiterer Oxidation schützt. Wir kommen nun zu den typischen Eigenschaften von Metallen. Diese sind nämlich, dank der besonderen Metallbindung, sehr spezifisch. Über die Metallbindung erfährst du ein anderes Mal mehr, nur so viel vorab: das Besondere an der Metallbindung sind die frei beweglichen Elektronen, die als Elektronengas um die Atomrümpfe herumschwirren. Dieses Elektronengas klärt also einiges an fancy Eigenschaften für die Metalle. Beim Umrühren deiner heißen Tasse Tee ist dir bestimmt schon einmal aufgefallen, dass sich der Löffel darin sehr schnell erwärmt, oder? Aaah, diese besondere Eigenschaft ist auch der Grund dafür, dass Öfen, Heizungskörper und Kochtöpfe aus Metall sind: Sie sind sehr gute Wärmeleiter. Aber nicht nur Wärme wird hervorragend durch Metall geleitet: Das gleiche gilt für elektrischen Strom. Daher enthalten Stromkabel in der Regel Kupferdrähte. Metalle lassen sich außerdem sehr gut verformen, ohne dabei zu brechen. Dank dieser Eigenschaft kann man auch easy Aluminiumfolie um's Pausenbrot wickeln. Das Verformen geht besonders gut, wenn man Metall erhitzt. Und das halten Metalle locker aus, denn sie haben hohe Schmelztemperaturen. Und am Auffälligsten: natürlich der typische metallische Glanz! Dieser Glanz entsteht durch die Reflexion von Licht. SO glänzend und spiegelnd, dass übrigens auch HIER ein Metall im Einsatz ist: ein Spiegel besteht aus einer dünnen Schicht Metall, wie Aluminium oder Silber, und einer darüber platzierten Glasscheibe. Und wie du auch beim Betrachten im Spiegel merken wirst: Undurchsichtig sind Metalle ebenfalls! So und wo kommen diese Alleskönner nun so vor? Die größten Vorkommen von Metall finden sich in der Natur in Form von Mineralen und Erzen. Metalle kommen im Inneren unserer Erde vor. Der Erdkern besteht zu einem Großteil aus Eisen, was im Übrigen das am häufigste vorkommende Element der Erde ist. In der Erdkruste finden sich Metalle wie Aluminium, Magnesium und Natrium. Unter Erzen versteht man Mineralaggregate, aus denen Metalle gewonnen werden können. Aber auch im menschlichen Körper befinden sich Metalle: In unserem Blut ist Eisen wichtig für den Transport und die Speicherung von Sauerstoff. Dies aber nur als Beispiel: wir könnten ewig so weiter machen. Schon ziemlich super diese Metalle, was? Wir fassen zusammen! Metalle sind eine große Gruppe chemischer Elemente mit besonderen Eigenschaften, die auf ihre Metallbindung zurückzuführen sind. Metalle reflektieren das Licht und erscheinen dadurch glänzend, weshalb man sie gut als Spiegel einsetzen kann. Ihre elektrische Leitfähigkeit macht Metalle zu nützlichen Rohstoffen in der Elektrotechnik. Dank der guten Wärmeleitfähigkeit können Metalle super zum Kochen oder Heizen eingesetzt werden. Ihre Verformbarkeit macht sie zu einem sehr guten Baustoff und Verpackungsmaterial. Und in gewisser Weise können Metalle auch Leben retten. Aber die echten Superhelden und Superheldinnen sind in dem Fall dann doch DIEJENIGEN, die das Metall richtig einsetzen.
Eigenschaften von Metallen Übung
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Gib an, bei welchen Bildern es sich um Metalle handelt.
TippsEs gibt vier richtige Antworten.
Gold und Silber sind Beispiele für Metalle.
LösungMetalle bilden eine große Gruppe chemischer Elemente mit besonderen Eigenschaften, die auf ihre Metallbindung zurückzuführen sind:
- Sie leiten sowohl Wärme als auch elektrischen Strom.
- Zudem haben sie einen metallischen Glanz und sind verformbar.
- Ein weiteres Merkmal ist ihre hohe Schmelztemperatur.
Metalle machen rund 80 Prozent des Periodensystems der Elemente aus. Bekannte Metalle sind Kupfer, Aluminium und natürlich Gold und Silber.
-
Nenne die Eigenschaften der Metalle.
TippsEin Begriff bleibt übrig.
Alufolie besteht aus dem Leichtmetall Aluminium.
Metalle sind sehr gute Leiter für Wärme sowie elektrischen Strom.
LösungDie Eigenschaften der Metalle sind aufgrund ihrer besonderen Metallbindung sehr spezifisch:
- Metalle sind ausgezeichnete Wärmeleiter. Deshalb werden unter anderem Öfen, Heizkörper und Kochtöpfe aus Metall hergestellt.
- Aber nicht nur Wärme, sondern auch elektrischer Strom wird hervorragend durch Metall geleitet. Daher bestehen Stromkabel in der Regel aus Kupferdrähten.
- Metalle lassen sich außerdem sehr gut verformen, ohne zu brechen. Dank dieser Eigenschaft kannst du ganz leicht Aluminiumfolie um Lebensmittel wickeln.
- Das Verformen funktioniert besonders gut, wenn man Metall erhitzt. Sie haben hohe Schmelztemperaturen.
- Die auffälligste Eigenschaft ist der charakteristische metallische Glanz, der durch die Reflexion von Licht entsteht.
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Beschreibe das Vorkommen von Metallen.
TippsBeispiele für Elemente sind Aluminium, Sauerstoff oder Eisen.
Das Blut versorgt unseren Körper mit Sauerstoff.
LösungDie größten Vorkommen von Metallen finden sich in der Natur in Form von Mineralen und Erzen. Unter Erzen versteht man Mineralaggregate, aus denen Metalle gewonnen werden können.
Metalle kommen im Inneren unserer Erde vor: Der Erdkern besteht zu einem Großteil aus Eisen, das im Übrigen das am häufigsten anzutreffende Element der Erde ist. In der Erdkruste befinden sich Metalle wie Aluminium, Magnesium und Natrium.
Aber auch im menschlichen Körper befinden sich Metalle: In unserem Blut ist Eisen wichtig für den Transport von Sauerstoff.
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Definiere die Fachbegriffe zur Einteilung der Metalle.
TippsMessing ist beispielsweise eine Legierung aus Kupfer und Zink.
Ein typisches Leichtmetall ist Aluminium. Blei hingegen ist ein Schwermetall.
LösungMetalle machen rund 80 Prozent des Periodensystems der Elemente aus. Angesichts dieser Vielfalt an Metallen ist eine Einteilung sinnvoll:
- Ein Leichtmetall hat eine Dichte von weniger als $5 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$. Ein typisches Beispiel hierfür ist Aluminium.
- Ein Schwermetall hat eine Dichte von $5 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$ oder mehr als $5 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$. Blei ist ein bekannter Vertreter der Schwermetalle.
- Ein unedles Metall reagiert leicht mit anderen Stoffen, insbesondere mit Sauerstoff. Eisen ist unedel. Das heißt, es hat eine starke Tendenz, mit dem Sauerstoff aus der Luft zu reagieren, was zu Rostbildung führt.
- Ein edles Metall reagiert nicht oder nur sehr schwer mit anderen Stoffen. Reines Gold ist edel und wird unter anderem deshalb für Schmuck verwendet, weil es nicht vom Sauerstoff aus der Luft „angegriffen“ wird.
Eine Legierung ist ein Stoffgemisch, bei dem ein oder auch mehrere Metalle Bestandteile sind. Messing ist beispielsweise eine Legierung aus Kupfer und Zink. -
Entscheide, welches Metall jeweils verarbeitet wurde.
TippsSilber und Aluminium sehen sich ähnlich.
Die Eincentmünze ist mit Kupfer überzogen.
Teurer Schmuck besteht meist aus Gold oder Silber.
LösungMetalle sind eine umfangreiche Gruppe chemischer Elemente mit besonderen Eigenschaften, die auf ihre Metallbindung zurückzuführen sind. Sie machen rund 80 Prozent des Periodensystems der Elemente aus. Bekannte Metalle sind Kupfer, Aluminium und natürlich Gold und Silber:
- Kupfer hat einen leicht rötlichen Glanz. Typische Gegenstände, für die Kupfer verarbeitet wird, sind die Eincent-, Zweicent- und Fünfcentmünzen sowie die Kupferbecher, die heutzutage besonders gern für Cocktails verwendet werden.
- Aluminium ist ein Leichtmetall und äußerst gut verformbar. Die bekannte Alufolie macht sich diese Eigenschaft zunutze: Sie ist leicht, reißfest und schützt so zum Beispiel Lebensmittel.
- Silber ist ein Edelmetall und wird gern für Schmuck verwendet. „Chemisch edel“ bedeutet, dass Silber an der Luft nicht mit Sauerstoff reagiert.
- Das Edelmetall Gold ist sehr wertvoll, da sein Vorkommen auf der Erde stark begrenzt ist. Ein beträchtlicher Teil des Goldes wird – ähnlich wie Silber – für Schmuck genutzt. Aufgrund seines wunderschönen goldgelben Glanzes werden darüber hinaus auch Statuen und Skulpturen (zumindest teilweise) aus Gold gefertigt.
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Vergleiche die Dichte der Metalle.
TippsÜberlege, in welchen Gegenständen diese Metalle typischerweise verwendet werden. Zum Beispiel wird Aluminium im Flugzeugbau eingesetzt.
Kennst du den Ausdruck „schwer wie Blei“?
Nur ein Metall in dieser Liste hat eine noch höhere Dichte.LösungDie Dichte ergibt sich aus Masse pro Volumen. Bei der Einteilung der Metalle sind fünf Gramm pro Kubikzentimeter die Grenze. Das heißt, bei einer Dichte unterhalb dieses Wertes handelt es sich um ein Leichtmetall, bei einer Dichte oberhalb oder gleich der fünf Gramm pro Kubikzentimeter handelt es sich um ein Schwermetall:
- Das „leichteste“ Metall ist Aluminium mit einer Dichte von $2,\!7\, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.
- Kupfer hat eine deutlich höhere Dichte mit $8,\!9\, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$ und zählt deshalb bereits zu den Schwermetallen.
- Danach folgt Silber, das eine Dichte von $10,\!5\, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$ vorweist.
- Der bekannte Ausdruck „schwer wie Blei“ ist auf die relativ hohe Dichte von $11,\!3\, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$ zurückzuführen.
- Absoluter Spitzenreiter der hier gelisteten Metalle ist Gold mit einer Dichte von $19,\!3\, \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.
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