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Eigenschaften von Metallen

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Die Autor*innen
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André Otto
Eigenschaften von Metallen
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Beschreibung Eigenschaften von Metallen

Allen Metallen gemeinsam sind Glanz, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Verformbarkeit. In diesem Video werden für diese Eigenschaften beispielhafte Anwendungen vorgestellt. So werden Metalle z.B. für die Herstellung von Spiegeln, Kabeln, Werkstoffen, Haushaltsgeräten usw. verwenden. Es wird eine einfache Erklärung, basierend auf der Metallbindung, für die typisch "metallischen" Eigenschaften gegeben. Auch wird die Metallbindung mit ihren frei beweglichen Elektronen verständlich beschrieben.

Transkript Eigenschaften von Metallen

Guten Tag und herzlich willkommen! In diesem Video geht es um Metalle. Nehmen wir zum Beispiel dieses Metall, es ist lachsrosa. Oder dieses silbrig glänzende Metall. Habt ihr die Metalle erkannt? Richtig! Links, das ist Kupfer. Auf der rechten Seite, das ist Aluminium. Aber es gibt noch viele, viele andere Metalle. Schaut euch einmal diese wundeschönen Goldbarren an oder dieses Silber. Das flüssige Quecksilber gefällt mir auch sehr gut. Wusstet ihr, dass viele dieser Dosen aus Zinn hergestellt sind? Lithium ist ein sehr reaktionsfähiges Metall. Noch viel, viel reaktionsfähiger ist Kalium, es muss unter einer Schutzflüssigkeit aufbewahrt werden. Das Metall Calcium wird hier unter einem Schutzgas aufbewahrt. Ist das nicht ein wunderschönes Stück Magnesium? Und schließlich noch als Beispiel: das Metall Chrom. Schaut sie euch noch einen Augenblick an. Und nun stelle ich euch die Frage: Was haben alle Metalle gemeinsam? Der Titel des Videos lautet nämlich "Eigenschaften von Metallen". Ich möchte euch meine Gliederung vorstellen. Zunächst werden wir die gemeinsamen Eigenschaften kurz nennen. Dann werden wir Anwendungen für jede dieser Eigenschaften nennen. Und schließlich werden wir eine Erklärung für alle diese Eigenschaften finden. Die 1. Eigenschaft, die allen Metallen gemein ist, ist ihr Glanz. Die 2. Eigenschaft der Metalle ist ihre gute elektrische Leitfähigkeit. Metalle haben auch eine gute Wärmeleitfähigkeit. Und die 4. Eigenschaft schließlich ist die gute Verformbarkeit der Metalle. Wenn ich mir eine Auflage nehme, die nach unten in der Mitte eine Öffnung hat, und lege darauf ein Metall, so kann ich dieses Metall durchdrücken. Voraussetzung dafür natürlich ist eine Kraft, die von oben auf die Mitte einwirkt. Welche Anwendungen resultieren nun aus den Eigenschaften der Metalle? Da Metalle über einen guten Glanz verfügen, ist es naheliegend, dass man einige für Spiegel verwendet. Die gute elektrische Leitfähigkeit der Metalle macht es möglich, dass man sie für Kabel bei allen möglichen elektrischen und elektrotechnischen Anwendungen einsetzt. Die gute Wärmeleitfähigkeit zahlt sich zum Beispiel aus, wo man eine gute Wärmeübertragung braucht, zum Beispiel für die Herstellung von Kochtöpfen. Die gute Verformbarkeit der Metalle wird auf vielen Gebieten ausgenutzt. Eine der Anwendungen ist die Aluminiumfolie, die man für die Verpackung von Lebensmitteln verwendet. Wie kann man diese wunderbaren und für uns so nutzbringenden Eigenschaften der Metalle erklären? Betrachtet man einen kleinen Ausschnitt aus einem Metallstück, so stellt er sich in Vergrößerung so dar. Die roten Kreise mit der jeweils positiven Ladung sind die Atome, die jeweils ein einziges Elektron verloren haben. Man bezeichnet sie auch als Metallrümpfe. Die blauen Punkte, die in der Gegend herumschwirren, sind die frei beweglichen Elektronen. Diese Elektronen sind an keinen Ort gebunden. Sie sind über das gesamte Metallstück verteilt und man erhält praktisch ein Riesenmolekül. Diese starke Beweglichkeit der freien Elektronen über die Metallrümpfe des Metallgitters bezeichnet man auch als Metallbindung. Und die Metallbindung ist schließlich verantwortlich für die 4 Eigenschaften, die wir genannt haben. Die vielen Elektronen, die sich über das gesamte Metall bewegen, führen zum Glanz des Metalles. Da die Elektronen frei beweglich sind, führen sie zu einer guten elektrischen Leitfähigkeit der Metalle. Dadurch ist auch eine gute Wärmeübertragung möglich. Die Wärmeleitfähigkeit der Metalle ist ausnehmend gut. Und eben daher, weil die Elektronen beweglich sind und so ein Riesenmolekül bilden und praktisch jedes Elektron für jeden dieser Rümpfe verantwortlich ist, sind die Metalle auch gut verformbar. Zum Schluss wollen wir noch wiederholen, was wir an Eigenschaften von Metallen und den daraus resultierenden Anwendungen gelernt haben. Metalle verfügen über einen Glanz. Man kann sie als Spiegel einsetzen. Metalle haben eine gute elektrische Leitfähigkeit. Sie werden in der Elektrotechnik und Elektronik verwendet. Metalle verfügen über eine gute Wärmeleitfähigkeit. Man kann sie einsetzen beim Kochen für Kochgeschirr und auch für Bügeleisen. Und schließlich sind Metalle gut verformbar. Als Beispiel hatten wir die Aluminiumfolie zum Einpacken von Lebensmitteln. Ich danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen!

23 Kommentare

23 Kommentare
  1. das video ist sehr gut

    Von Melanie Schenk1990, vor 9 Monaten
  2. Danke das Video war sehr gut. Weiter so

    Von Quyenlinhdao, vor etwa einem Jahr
  3. Hallo samuel w.,
    vielen Dank für deinen Kommentar. Ich würde dir gerne weiterhelfen. Welches Thema behandelt ihr denn momentan im Unterricht?
    Falls du Fragen hast, die sich mithilfe der Videos nicht beantworten lassen, helfen dir auch gerne unsere Lehrerinnen und Lehrer des Hausaufgabenchats weiter. Der Chat ist von Montag bis Freitag von 17 bis 19 Uhr für dich da.
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor etwa einem Jahr
  4. Danke, aber wir machen was anderes im Unterricht und dann findet man nichts passendes,sondern muss sich wenn möglich aus jedem Viedeo etwas raussuchen

    Von samuel w., vor etwa einem Jahr
  5. Hat mir nicht wirklich weiter geholfen! :(

    Von Deleted User 990309, vor mehr als einem Jahr
Mehr Kommentare

Eigenschaften von Metallen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Eigenschaften von Metallen kannst du es wiederholen und üben.
  • Entscheide, bei welchen Elementen es sich um Metalle handelt.

    Tipps

    Beachte die Stellung der Elemente im Periodensystem.

    Überlege dir, welche Eigenschaften die gegebenen Elemente besitzen und vergleiche sie mit denen von Metallen.

    Lösung

    Im Peridodensystem der Elemente lassen sich alle Metalle und Nichtmetalle finden.

    • Die ersten zwei Hauptgruppen im Periodensystem umfassen die Alkali- und Erdalkalimetallen (gelb). Zu diesen gehören u.a. Lithium (Li) und Magnesium (Mg).
    • Eine nächste Einheit bilden die Übergangsmetalle (blau). Hierzu gehören Chrom (Cr) und Kupfer (Cu).
    • Im roten Block werden sowohl Nichtmetalle als auch Halbmetalle und Metalle zugeordnet. Die Halbmetalle bilden eine Diagonale von Bor (B) bis Astat (At). Darüber liegen die Nichtmetalle, wie z.B. Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Darunter befinden sich weitere Metalle, wie zum Beispiel Zinn (Sn).
    • Die achte Hauptgruppe enthält die Edelgase (violett), wie das aufgeführte Xenon (Xe) oder auch Neon (Ne) und Helium (He).

  • Erkenne die Metalleigenschaft anhand der gegebenen Anwendung.

    Tipps

    Sieh dich einmal genau um. Wo in deinem Alltag kannst du Metalle finden und welche Eigenschaft macht ihre Anwendung sinnvoll?

    Lösung

    Die häufigste Anwendung von Metallen findet man in der Technik, dabei wird die elektrische Leitfähigkeit der Metalle beim Bau von Kabeln, welche vor allem aus Kupfer hergestellt werden, ausgenutzt. Ebenfalls aus Kupfer werden Heizkessel gebaut, weil diese sehr gut wärmeleitend sind.

    Noch heute ist Kupfer u.a. auch in Schmuckstücken oder Geldmünzen vorhanden, da es den Gegenständen einen schönen Glanz verleiht. Oftmals werden allerdings Legierungen verwendet, wie z.B. Bronze, welches eine Mischung aus den Metallen Kupfer und Zink ist.

    Die gute Verformbarkeit macht Anwendungen als Federn möglich. Aber auch beim Verpacken mit Alufolie wird die gute Verformbarkeit des Aluminiums ausgenutzt.

  • Bestimme die Eigenschaften, in denen sich Quecksilber und Kupfer unterscheiden.

    Tipps

    Quecksilber wird in Thermometern verwendet.

    Welche Eigenschaften haben alle Metalle gemeinsam?

    Lösung

    Quecksilber ist das einzige Metall, das bei Raumtemperatur flüssig ist. Deswegen kann es als Thermometerflüssigkeit verwendet werden und unterscheidet sich vom Kupfer in Aggregatzustand und Dichte. Außerdem unterscheiden sich die Metalle in der Farbe, denn Kupfer ist lachsfarben und Quecksilber silbrig glänzend.

    Anhand der übrigen Eigenschaften, wie Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Verformbarkeit können Kupfer und Quecksilber nicht unterschieden werden, da diese Eigenschaften alle Metalle gemeinsam haben.

  • Erkläre, warum Metalle den elektrischen Strom leiten.

    Tipps

    Es geht um die Metallbindung.

    Ein elektrisches Feld wird an einem Leiter angelegt, wenn er mit einer Spannungsquelle über Plus- und Minuspol verbunden wird.

    Lösung

    Das Metallgitter baut sich aus Atomen auf. Bei Ausbildung der Metallbindung geben die Atome jeweils ein Elektron ab und werden zu den positiv geladenen Atomrümpfen. Durch elektrostatische Anziehungskräfte zwischen den frei beweglichen Elektronen und den Atomrümpfen besteht ein Zusammenhalt (ähnlich der Anziehung bei Magneten von Nord- und Südpol und Abstoßung gleicher Pole).

    Wird ein elektrisches Feld angelegt (Spannungsquelle mit Plus- und Minuspol), so bewegen sich die negativ geladenen, frei beweglichen Elektronen zum Pluspol (Anziehung von entgegengesetzten Ladungen). Durch diesen Vorgang entsteht ein Elektronüberschuss am Pluspol und ein Elektronmangel am Minuspol. Diesen Effekt bezeichnet man als Spannung (Potentialdifferenz).

    Die Schwingung der Atomrümpfe (kinetische Energie) hingegen ist die Erklärung der Wärmeleitfähigkeit. Beim Erhitzen (Zufuhr von thermischer Energie = kinetische Energie) werden die Atomrümpfe zum Schwingen angeregt. Da die Elektronen frei beweglich sind, bleibt die Anziehungskraft zwischen Elektronen und Atomrümpfen erhalten und die „Schwingung“ kann über das gesamte Metall übertragen werden (= Wärmeleitung).

  • Bestimme die Eigenschaften, die alle Metalle gemeinsam haben.

    Tipps

    Schau dich einmal genau um. Wo in deinem Alltag kannst du Metalle finden und welche Eigenschaft macht ihre Anwendung sinnvoll?

    Lösung
    • Alle Metalle sind elektrisch leitend, wärmeleitend, mechanisch verformbar und sie glänzen. Ursache dafür ist die Metallbindung.
    • Metalle lösen sich nicht in Wasser (Zerlegung in Ionen nicht möglich), können aber durch das Wasser anlaufen (oxidieren). Außerdem gibt es aufgrund der Metallstruktur bei Raumtemperatur keine gasförmigen Metalle.
  • Beschreibe die metallischen Eigenschaften von Calcium.

    Tipps

    Wo befindet sich Calcium im Periodensystem und welche Informationen können daraus entnommen werden?

    Bei der Reaktion mit Sauerstoff bildet sich CaO.

    Lösung

    Da sich Calcium in der zweiten Hauptgruppe befindet, ist es den Erdalkalimetallen zuzuordnen. Bei Ausbildung einer Metallbindung geben die Metallatome ein Elektron ab und werden dabei zu den positiv geladenen Atomrümpfen. Die Elektronen bilden ein „Elektrongas“ um diese Atomrümpfe herum. Weil sich die Elektronen frei bewegen und elektrostatisch von den Rümpfen angezogen werden, können die Atomrümpfe gegeneinander verschoben werden (verformt) ohne voneinander elektrisch abgestoßen zu werden. Darüber hinaus ist Calcium sehr reaktionsfreudig. So reagiert es, wenn es nicht unter Schutzgas aufbewahrt wird, mit dem Luftsauerstoff zum Calciumoxid. Deswegen kommt Calcium nicht gediegen (als reines Element) in der Natur vor. Auch andere Metalle reagieren bei Anwesenheit von Luftsauserstoff und Wasser zu Oxiden oder Hydroxiden (Korrosion). Das ist der Grund, warum viele Metalle mit der Zeit ihren Glanz verlieren.

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