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Der Unterschied von Metallen zu anderen Stoffklassen 06:54 min

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Transkript Der Unterschied von Metallen zu anderen Stoffklassen

Hallo und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um den Unterschied von Metallen zu anderen Stoffklassen. Du kennst bereits Stoffe, chemische Elemente und Verbindungen, Metalle und Nichtmetalle. Nachher kannst du die besonderen Eigenschaften der Metalle nennen und deren Bedeutung erläutern. Das Video besteht aus acht Abschnitten: 1. Besondere Eigenschaften. 2. Überall Metalle. 3. Legierungen. 4. Bearbeitung. 5. Strom- und Wärmeleitung. 6. Der Glanz. 7. Herstellung und Recycling und 8. Überblick. 1. Besondere Eigenschaften. Eine wertvolle Eigenschaft der Metalle ist, dass sie verformbar sind. Typisch für Metalle ist ihr Glanz. Metalle sind Stromleiter. Metalle leiten die Wärme gut. Ganz wichtig für ihre Anwendung und Verarbeitung ist: Sie schmelzen ohne Zersetzung. Genauso wie Eisstücke im Glas. Außerdem können Metalle Legierungen bilden. Das sind feste Gemische von Metallen. 2. Überall Metalle. Die Bedeutung der Metalle ist groß und sie werden fast überall verwendet: Bei der Fertigung von Baggern im Tagebau. Eisenbahnzüge bestehen zu einem großen Teil aus Metallen. Ohne Metalle gäbe es keine Gleise. Der Rumpf von Flugzeugen wird aus Leichtmetallen hergestellt. Ein Teil der Gebäude besteht aus Metallen. Für die Herstellung von Industrieanlagen benötigt man Metalle. Der Schiffbau braucht sie. Und die Strommaste bestehen aus Metallen. Und schließlich sind Kraftfahrzeuge und Transportfahrzeuge ohne Metalle undenkbar. 3. Legierungen. Legierungen sind feste, homogene Metallgemische. Sie führen häufig zu einer Verbesserung der Eigenschaften der Metalle. Die Legierung Bronze besteht aus den chemischen Elementen Kupfer und Zinn. Die Legierung Messing enthält ebenfalls Kupfer. Aber der zweite Bestandteil ist Zink. Von den vielen Legierungen wäre noch Neusilber zu nennen. Neusilber enthält Kupfer, Zink und Nickel. Interessant im Juweliergeschäft ist Weißgold. Diese Legierung besteht aus Gold und dem Edelmetall Palladium. 4. Bearbeitung. Wichtig für die Bearbeitung von Metallen ist, dass sie verformbar sind und ohne Zersetzung schmelzen. Daher können meistens alle Umformmethoden angewendet werden: Schmieden, Walzen und Pressen, sowie Gießen und Biegen. 5. Strom- und Wärmeleitung. Die Fähigkeit der Stromleitung der Metalle ist wirtschaftlich von großer Bedeutung. Besonders gute Leiter unter ihnen werden in Stromkabeln verbaut. Auch die Wärmeleitung der Metalle hat große Bedeutung. Der Wärmetransport in der Heizung wäre ohne Metalle undenkbar. Dass ein Kaffeelöffel die Wärme abführt und so den Kaffee trinkbar macht, ist auch eine feine Sache. 6. Der Glanz. Metalle glänzen. Sie haben einen typischen Metallglanz. Mitunter hat dieser Glanz technische Bedeutung oder aber, er ist einfach nur schön. An der Schönheit des Metallglanzes kann man sich an Autofelgen oder an Essbestecken erfreuen. Sicher findet ihr noch weitere Beispiele. 7. Herstellung und Recycling. Die Herstellung der meisten Metalle erfolgt aus Erzen. Ganz wichtig für die Industriegesellschaft ist, dass das Recycling von Metallen möglich ist. Mitunter ist es etwas schwierig. Sowohl die Herstellung, als auch das Recycling von Metallen ist sehr energieintensiv. Mitunter sagt man anschaulich, dass dafür ein ganzes Kraftwerk benötigt wird. 8. Überblick. Acht Punkte zum Thema habe ich festgestellt, die ihr euch merken solltet. Metalle haben besondere Eigenschaften. Sie zeichnen sich durch eine große Einsatzbreite aus. Ein großer Vorteil der Metalle besteht darin, dass sie Legierungen bilden. Metalle sind verformbar. Sie sind Strom- und Wärmeleiter. Metalle haben einen typischen metallischen Glanz. Meist stellt man sie aus Erzen her. Und ganz wichtig: Sie sind recyclebar. Das war es schon wieder für heute. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss.

2 Kommentare
  1. Ich auch

    Von Andreaillmann, vor etwa 18 Stunden
  2. Endlich einer der mal richtig Chemie erklären kann!!!

    An alle Lehrer, nehmt euch ein Beispiel!!!

    Gutes Video vielen Dank ich kann es endlich

    Von Daniel Gabriel, vor fast 4 Jahren

Der Unterschied von Metallen zu anderen Stoffklassen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Der Unterschied von Metallen zu anderen Stoffklassen kannst du es wiederholen und üben.

  • Benenne das Material, aus dem Metalle hergestellt werden.

    Tipps

    Das Material wird vor allem im Gebirge und unter Tage abgebaut.

    Es muss erst verarbeitet werden, damit daraus Metall entsteht.

    Lösung

    Metalle werden aus ihren jeweiligen Erzen hergestellt. So braucht man also Eisenerz, um Eisen herzustellen, oder Kupfererz, um Kupfer herzustellen. Das gilt aber meist nur für unedle Metalle. Edle Metalle wie Gold, findet man in der Natur eher weniger in Erzen, dafür aber in gediegener (reiner) Form vor. Die Herstellung von Metallen ist, ebenso wie das Recycling, sehr energieaufwendig. Der hohe Energieaufwand beruht darauf, dass die Herstellung aus vielen Schritten besteht und man viel Wärme braucht, um das Metall zu Schmelzen, zu Walzen oder zu Pressen.

  • Bestimme im folgenden Text die richtigen Eigenschaften von Metallen.

    Tipps

    Stelle dir ein Metall bildlich vor. Welche Eigenschaft lässt sich schon vom Äußeren her erkennen?

    Metalle werden z.B. bei Strommasten eingesetzt.

    Manche Metalle haben schon von Natur aus die gesuchte Eigenschaft, andere Metalle müssen erst etwas erhitzt werden, damit die Eigenschaft zustande kommt.

    Lösung

    Metalle besitzen viele nützliche Eigenschaften, durch die sie sich von den Nichtmetallen unterscheiden. Da ist z.B. die gute Verformbarkeit von Metallen. Metalle (wie Aluminium oder Gold) sind sehr weich und lassen sich schon bei Raumtemperatur verformen. Schwerere Metalle wie Eisen müssen erst erhitzt werden, damit man sie gut formen kann. Weiterhin ist es natürlich falsch, dass Metalle nicht den elektrischen Strom leiten können. Sie können dies durchaus und das wird von uns Menschen auch genutzt. Ohne Metalle könntest du diese Aufgaben hier gerade nicht lösen. Weiterhin leiten Metalle die Wärme, was beim Heizen ausgenutzt wird. Und Metalle glänzen! Diese Eigenschaft nutzt man vor allem bei Schmuck oder Kunstgegenständen aus.

  • Bestimme die Metalle, die zu einer bestimmten Legierung führen.

    Tipps

    Der Name Neusilber ist irreführend, denn diese Legierung enthält gar kein Silber.

    Die Legierung Weißgold besteht neben Gold aus dem Element, das an 46. Stelle im Periodensystem steht.

    Beachte den Unterschied zwischen Zinn und Zink.

    Lösung

    Legierungen sind feste, homogene Gemische aus Metallen. Man nutzt Legierungen, um die Eigenschaften eines Metalls zu verbessern. In manchen Fällen ist das Metall vielleicht zu weich oder zu brüchig. Durch eine Legierung können Metalle viel härter oder biegsamer werden. Die Legierung Bronze wird aus etwa 60% Kupfer und 40 % Zinn hergestellt. Die Legierung ist sehr dehnbar, verschließfest, rostfest und gut bearbeitbar. Deshalb wird Kupfer z.B. in Glocken, Medaillen oder auch bei Kunstgegenständen verwendet. Messing ist auch eine Legierung mit Kupfer. Zweiter Bestandteil ist hier aber Zink, also nicht zu verwechseln mit Zinn. Messing wird aufgrund der guten Verformbarkeit und Rostfreiheit für Armaturen, Türklinken und Kunstgegenstände verwendet. Neusilber besteht aus ca. 45-67% Kupfer, 10-26% Nickel und der Rest ist Zink. Die Legierung ist aufgrund der Festigkeit und seiner silbernen Farbe optimal für Tafelgeräte und Bestecke. Weißgold, welches aus Gold und Palladium besteht, wird vor allem in der Schmuckindustrie eingesetzt, da es härter als reines Gold ist.

  • Erkläre, wie ein Metallgitter aufgebaut ist.

    Tipps

    Das Natrium-Ion sieht so aus: $Na^+$.

    Beziehe das Bild im Kopfteil in deine Überlegungen über die Anordnung der Ionen mit ein.

    Erinnere dich an die bereits gelernten Eigenschaften.

    Lösung

    Das Metallgitter ist eine Darstellung dazu, wie die Teilchen in einem Metall angeordnet sind. Die drei Teilchen sind die positiv geladenen Metall-Ionen, die negativ geladenen Außenelektronen und die ungeladenen Metallatome. Es gibt zwischen den positiv geladenen und negativ geladenen Ionen elektrostatische Anziehungskräfte. Diese wird auch als Metallbindung bezeichnet. Die Außenelektronen sind beweglich und werden deshalb auch als Elektronengas bezeichnet. Es hält sich zwischen den Metall-Ionen auf. Chemiker sprechen hier von einer Elektronengaswolke. Es handelt sich dabei aber nur um eine Modellvorstellung, denn bewiesen werden konnte das bisher nicht.

  • Erstelle eine Übersicht über Metalle und Nichtmetalle.

    Tipps

    Nutze als Hilfe das Periodensystem der Elemente.

    Quecksilber hat eine spezielle Eigenschaft. Es ist bei Raumtemperatur flüssig.

    Lösung

    Metalle und Nichtmetalle lassen sich nicht nur aufgrund ihrer Eigenschaften gut trennen. Auch das Periodensystem trennt die beiden Gruppen räumlich voneinander ab. So sind alle Elemente der 1. und 2. Gruppe Metalle, wobei die 1. Hauptgruppe die Alkalimetalle enthält und die 2. Hauptgruppe die Erdalkalimetalle. Auch alle Elemente in den Nebengruppen sind Metalle. Dazu gehört auch Quecksilber. Es ist zwar im Gegensatz zu allen anderen Metallen bei Raumtemperaturen flüssig, aber es gehört dennoch zur Gruppe der Metalle. Etwas im hinteren Teil des PSE von Gruppe 3-6 wird es schwieriger. Dort gibt es eine diagonale Linie, die die Metalle und Nichtmetalle trennt. Diese Linie wird durch Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur und Polonium realisiert. Alle Stoffe, die sich links dieser Linie befinden, sind Metalle, und alle Stoffe rechts der Linie Nichtmetalle. Die Elemente der Linie selbst stellen Halbmetalle dar.

  • Leite ab, warum Quecksilber früher oft als Thermometer verwendet wurde.

    Tipps

    Mit einem Quecksilberthermometer misst man vor allem bei Fieber die Körpertemperatur. Überlege, was passiert, wenn die Körpertemperatur hoch ist.

    Ist die Temperatur des Körpers höher als die Temperatur des Quecksilbers, dann steigt dieses im Thermometer an.

    Lösung

    Früher nutzte man Quecksilberthermometer, weil man zwei ganz bestimmte Eigenschaften des Metalls ausnutzte. Zum einem ist Quecksilber flüssig und zum anderen dehnt es sich bei Wärmezufuhr aus. Ist also bei Fieber die Körpertemperatur sehr hoch, dann wird das Quecksilber erwärmt und es dehnt sich schlagartig aus. Im Gegensatz zu den anderen Metallen leitet Quecksilber weder elektrischen Strom noch Wärme gut. Dies hängt unter anderem auch damit zusammen, dass es bei Raumtemperatur flüssig vorliegt. Heute findet man kaum noch Quecksilber im Thermometern, denn man fand heraus, dass das Metall giftig ist.