chemie 7

Welche typischen Eigenschaften haben Metalle?

Metalle sind gute Leiter für Wärme und elektrischen Strom, verformbar (duktil, schmiedbar), glänzend (Metallglanz) und haben hohe Schmelz- und Siedepunkte. Sie bilden meist positive Ionen (Kationen), da sie leicht Elektronen abgeben. Beispiel: Kupfer leitet Strom in Kabeln, Eisen ist schmiedbar.

Warum leiten Metalle den elektrischen Strom?

Nach dem Elektronengasmodell sind die Valenzelektronen nicht an einzelne Atome gebunden, sondern bilden ein Elektronengas, das sich frei durch das Metallgitter bewegen kann. Diese frei beweglichen Elektronen transportieren Ladung und machen Metalle zu guten Leitern.

Warum sind Metalle verformbar (duktil), während Ionenverbindungen spröde sind?

In einem Metallgitter können sich die Atomrümpfe gegeneinander verschieben, das Elektronengas hält sie trotzdem zusammen. Bei Ionenbindungen dagegen stoßen sich gleich geladene Ionen ab, wenn sich Schichten verschieben → das Kristallgitter zerbricht.

Welche Rolle spielt die Temperatur für die Leitfähigkeit von Metallen?

Bei steigender Temperatur schwingen die Metallionen stärker. Dadurch stoßen die Elektronen häufiger an und ihre Beweglichkeit nimmt ab → die Leitfähigkeit sinkt. Umgekehrt steigt die Leitfähigkeit bei sinkender Temperatur. Beispiel: Kupferkabel leiten Strom bei Kälte besser.

Wie reagieren Metalle mit Sauerstoff?

Metalle reagieren mit O₂ zu Metalloxiden. Beispiel: 2 Mg + O₂ → 2 MgO (weißes Pulver). Viele Oxide sind fest und bilden Schutzschichten (z. B. Al₂O₃ bei Aluminium → verhindert weitere Korrosion). Eisenoxid (Rost) ist porös und schützt nicht.

Wie reagieren Metalle mit Wasser?

Alkalimetalle (Gruppe 1) reagieren sehr heftig mit Wasser: 2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂ ↑. Erdalkalimetalle (Gruppe 2) reagieren langsamer (Mg kaum bei kaltem Wasser, Ca schon deutlicher). Übergangsmetalle reagieren meist kaum mit Wasser.

Wie reagieren Metalle mit Säuren?

Metalle oberhalb von H im Spannungsreihe reagieren mit Säuren und setzen Wasserstoff frei. Beispiel: Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂. Edelmetalle wie Au, Pt reagieren nicht, weil sie edler als H sind. Dies erklärt die Spannungsreihe der Metalle.

Was versteht man unter der Metallbindung?

Die Metallbindung ist die Bindungsart in Metallen: positive Metallrümpfe (Atomkerne + innere Elektronen) sind in einem Gitter angeordnet und von einem „Elektronengas“ aus frei beweglichen Valenzelektronen umgeben. Diese sorgt für Leitfähigkeit, Verformbarkeit und hohe Schmelzpunkte.

Was sind Legierungen?

Legierungen sind Mischungen aus Metallen (oder Metall + Nichtmetall), die bessere Eigenschaften haben. Beispiele: Bronze (Cu + Sn), Messing (Cu + Zn), Stahl (Fe + C). Legierungen können härter, korrosionsbeständiger oder leitfähiger sein als reine Metalle.

Warum sind Legierungen oft härter als reine Metalle?

In Legierungen sind unterschiedlich große Atome enthalten, die das regelmäßige Gleiten der Metallionen erschweren. Dadurch wird die Verformbarkeit reduziert und die Härte steigt. Beispiel: Stahl ist härter als reines Eisen, weil die C-Atome das Gitter verzerren.

Warum glänzen Metalle?

Das freie Elektronengas absorbiert Licht und regt Elektronen an, die sofort wieder in den Grundzustand zurückfallen. Dabei wird das Licht reflektiert → Metallglanz. Deshalb erscheinen Metalle spiegelnd und glänzend.

Warum haben Metalle oft hohe Schmelz- und Siedepunkte?

Die elektrostatische Anziehung zwischen den positiv geladenen Metallrümpfen und dem Elektronengas ist stark. Um diese Kräfte zu überwinden, ist viel Energie nötig. Deshalb sind viele Metalle fest und haben hohe Schmelzpunkte (Ausnahmen: Quecksilber ist bei Raumtemperatur flüssig).