Metalle

METALL, aus lat. metallum, griech. μεταλλα

metall, als allgemeiner name für bergmännisch gewonnene schmid- und gieszbare körper jeder art: metallum, allerlei erz oder metall DASYP.; das metall, allerlei erz, das man grabt, als gold, silber, metallum, aes MAALER 289b; als collectivbezeichnung im sing.: am Schneeberg hat man erst angefangen metall zu suchen anno Christi 1470. S. MÜNSTER cosmographie (1578) 967; oder im vereinzelnden plural: der bergmeister soll macht und gewalt haben, auf den gebürgen, so ihm befohlen sein, nach bergwerks gebrauch und bergrecht, auf alle metall bergwerk zu verleihen. LÖHNEYS regierkunst 571a; für ihn (den philosophen) ist der erden schoos von metallen schwanger, und ihre oberfläche an pflanzen fruchtbar.

Kompetenzzentrum für elektronische Erschließungs- und Publikationsverfahren in den Geisteswissenschaften an der Universität Trier


 

In der Astronomie werden alle chemische Element mit einer Ordnungszahl höher als Helium als Metalle bezeichnet. Diese Unterscheidung ist sinnvoll, da Wasserstoff und Helium zusammen mit einigen Spuren von Lithium die einzigen Elemente sind, welche im Universum durch den Urknall entstanden sind. Alle weiteren Elemente entstanden später, in Sternen durch Kernfusion oder durch Supernovae.

Aluminium
Blei
Kalium
Lithium
Magnesium
Thallium
Uran
Zinn

Metalle bilden diejenigen chemischen Elemente, die sich im Periodensystem der Elemente links und unterhalb einer Trennungslinie von Bor bis Astat befinden. Das sind etwa 80 Prozent der chemischen Elemente, wobei der Übergang zu den Nichtmetallen über die Halbmetalle fließend ist. Als charakteristisch für Metalle können die gemeinsamen Stoffeigenschaften gelten:

  1. elektrische Leitfähigkeit, die mit steigender Temperatur abnimmt,
  2. hohe Wärmeleitfähigkeit,
  3. Duktilität (Verformbarkeit) und
  4. metallischen Glanz (Spiegelglanz).

Alle diese Eigenschaften beruhen darauf, dass der Zusammenhalt der betreffenden Atome mit der metallischen Bindung erfolgt, deren wichtigstes Merkmal die im Gitter frei beweglichen Elektronen sind.

Ein einzelnes Atom dieser Elemente hat keine metallischen Eigenschaften; es ist kein Metall. Erst wenn mehrere solcher Atome miteinander wechselwirken und zwischen ihnen eine metallische Bindung besteht, zeigen solche Atomgruppen (engl. cluster) metallische Eigenschaften.

Einteilung

Einteilung der Metalle
H   He
Li Be   B C N O F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc   Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y   Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te J Xe
Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg
 
  * Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu  
  ** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr  
Leichtmetalle < 5 g/cm3 Schwermetalle < 10 g/cm3 Schwermetalle > 10 g/cm3

Traditionell unterteilt man Metalle nach der Dichte in Schwermetalle und Leichtmetalle und nach der Reaktivität in Edelmetalle und unedle Metalle, wobei Letztere gute Reduktionsmittel darstellen.

Im Periodensystem der Elemente sind Metalle im Bereich links und unterhalb einer Linie vom Bor zum Astat (s. r.), wobei der metallische Charakter von oben nach unten bzw. von rechts nach links zunimmt. Ganz oben rechts befinden sich die Nichtmetalle, dazwischen die Halbmetalle. Die Nebengruppenelemente sind ausnahmslos Metalle.

Schwermetalle

Mit der Bezeichnung Schwermetalle wird eine Gruppe von Metallen zusammengefasst. Durch das Fehlen einer eindeutigen wissenschaftlich akzeptierten Definition des Begriffes „Schwermetall“ gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Definitionen in der Literatur. Allerdings bewerten mehrere Quellen ein Schwermetall als ein Metall, dessn Dichte größer als 5,0 g/cm³ oder bei älteren Quellen 4,5 g/cm³ ist.

Eine Studie der IUPAC fand jedoch mindestens 38 Definitionen für die Bezeichnung „Schwermetall“, die angefangen von der Dichte, dem Atomgewicht oder der Ordnungszahl bis zu den chemischen Eigenschaften oder der Toxizität reichen. Folglich unterscheiden sich Listen von „Schwermetallen“ von einem Satz von Richtlinien zu einem anderen; dabei werden oft auch Halbmetalle wie z. B. Arsen mit eingeschlossen. Die Bezeichnung wird oft ohne Angabe der Metalle, auf die sie sich bezieht, verwendet. Aus den oben aufgeführten Gründen ist die Bezeichnung aller anderen Metalle als Leichtmetalle ebenso undefiniert.

Leichtmetalle

Als Leichtmetalle werden allgemein Metalle und Legierungen bezeichnet, deren Dichte unter 5 g/cm³ liegt. Alle anderen Metalle sind Schwermetalle, von denen Europium mit einer Dichte von 5,244 g/cm³ das leichteste ist. Im technischen Bereich sind vor allem Aluminium, Magnesium, Titan sowie in geringem Umfang Beryllium und Lithium im Gebrauch – sowie weitere Elemente als Legierungselemente in geringer Konzentration. Die Verarbeitung metallischer Werkstoffe erfolgt bei Leichtmetallen grundsätzlich wie bei anderen Metallen auch.


 
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 23.03. 2017