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Einteilung der Elemente – Metalle und Nichtmetalle

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André Otto
Einteilung der Elemente – Metalle und Nichtmetalle
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Grundlagen zum Thema Einteilung der Elemente – Metalle und Nichtmetalle

Inhalt

Einteilung der Elemente – Metalle und Nichtmetalle – Chemie

Aluminium hat einen metallischen Glanz, während Kohlenstoff schwarz ist und Sauerstoff ist ein Gas. Aber wie unterscheidet man zwischen Metallen und Nichtmetallen? Welche Unterschiede es zwischen Metallen und Nichtmetallen gibt und wie sich diese im Periodensystem der Elemente einordnen, erfährst du im folgenden Text.

Wie erkennt man Metalle und Nichtmetalle?

Was kennzeichnet eigentlich ein Nichtmetall und ein Metall? In der folgenden Tabelle sehen wir uns die Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen genauer an. Dabei werden auch die Unterschiede zwischen Metallen und Nichtmetallen deutlicher.

Metalle Nichtmetalle
  • Aggregatzustand fest
  • metallisches Aussehen
  • Glanz an der Oberfläche
  • meistens Kationenbildner
  • verschiedene Aggregatzustände
  • können farblos sein
  • unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit
  • meistens Anionenbildner
  • Metallatome ordnen sich in einem Gitter (energiearmer Zustand) an und bilden ein Elektronengas (delokalisierte Elektronen, die alle Atome der Bindung gemeinsam haben).
  • Bindung zwischen Nichtmetallen: kovalente Bindungen (Beide Atome teilen sich die Elektronen zum Erreichen der Edelgaskonfiguration)
  • Beispiele: Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Nickel, Kupfer, Zink usw. Beispiele: Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Fluor, Brom, Schwefel, Chlor, Iod usw.

    Metalle und Nichtmetalle im Periodensystem der Elemente

    Anhand des Periodensystems sind die chemischen Elemente eingeteilt, sodass du sehen kannst, welche Elemente Metalle und welche Nichtmetalle sind. Und wie teilt man die Elemente im Periodensystem ein? Im folgenden Bild siehst du die Zuordnung der chemischen Elemente und die Einteilung in Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle. Einfachheitshalber beschäftigen wir uns in diesem Text aber vorerst nur mit den Metallen und den Nichtmetallen.

    PSE Metalle Halbmetalle Nichtmetalle, Beispiele und Liste für Metalle und Nichtmetalle

    Und in welchen Hauptgruppen befinden sich die Nichtmetalle? Die Nichtmetalle sind in jeder der acht Hauptgruppen vertreten, außer in der zweiten und dritten Hauptgruppe. Die Metalle sind von der ersten bis zur sechsten Hauptgruppe vertreten. Die Anordnung der Metalle und Nichtmetalle im Periodensystem der Elemente lässt sich vereinfacht so beschreiben: Metalle befinden sich unten links und Nichtmetalle befinden sich oben rechts. Zwischen den Metallen und den Nichtmetallen liegen die Halbmetalle. Nicht vergessen: Wasserstoff $(\ce{H})$, der kleine Außenseiter, befindet sich als einziges Nichtmetall oben links.
    Neben den Metallen und Nichtmetallen gibt es auch noch die Halbmetalle. Bei Halbmetallen handelt es sich um Elemente, die nicht ganz Metall und nicht ganz Nichtmetall sind. Sie besitzen also Eigenschaften der Metalle sowie Eigenschaften der Nichtmetalle.

    Metalle und Nichtmetalle – Verbindungsarten

    Metalle und Nichtmetalle können unterschiedliche Bindungsarten eingehen. Je nachdem, ob sich ein Metall mit einem Metall, ein Nichtmetall mit einem Nichtmetall oder ein Metall mit einem Nichtmetall verbindet, entstehen unterschiedliche Bindungen. Welche Bindungsarten es gibt, kannst du in der folgenden Liste genauer ansehen:

    • Nichtmetall – Nichtmetall: molekulare Verbindungen, bei denen mindestens zwei Atome über die kovalenten Bindungen zu einem Molekül verknüpft sind. Ein Beispiel hierfür wäre das Wasser $(\ce{H2O})$.
    • Nichtmetall – Metall: ionische Verbindung oder Ionenbindung zwischen metallischen Kationen und nichtmetallischen Anionen. Meistens handelt es sich dabei um Salze, wie zum Beispiel das Kochsalz Natriumchlorid $(\ce{NaCl})$.
    • Metall – Metall: intermetallische Verbindungen oder Legierungen wie beispielsweise bei Bronze (Kupfer und Zinn) oder Messing (Kupfer mit Zink)

    Das Video Einteilung der Elemente – Metalle und Nichtmetalle

    In diesem Video lernst du, wie Metalle, Nichtmetalle und Halbmetalle im Periodensystem (PSE) der Elemente angeordnet sind. Du lernst, dass Metalle typische Eigenschaften haben und dass bei metallischen Verbindungen die beteiligten Atome eine Gitterstruktur ausbilden. Nichtmetalle gehen kovalente Bindungen untereinander ein. Halbmetalle haben sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen.

    Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Wenn du dein Wissen vertiefen möchtest, kannst du dir das Video Metalle ansehen. Viel Spaß!

    Transkript Einteilung der Elemente – Metalle und Nichtmetalle

    Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um Adsorption an Oberflächen. Das ist ein weiteres Video zum Thema "Heterogene Gleichgewichte". Um ausreichend Vorkenntnisse zu besitzen, ist es ratsam, sich bereits die Videos "Gesättigte Lösungen und Löslichkeit", "Nernst-Verteilungsgesetz" und "Henry-Dalton-Gesetz" anzuschauen. Mein Ziel ist es, euch in diesem Video ein grundlegendes Verständnis der Adsorption zu vermitteln. Der Film ist in vier Abschnitte gegliedert: 1. Adsorption 2. Adsorbentien 3. Bedingungen für die Adsorption 4. Anwendung   1. Adsorption Adsorption findet immer an einem Feststoff statt. Als Partner des Feststoffes benötigt man Teilchen. Entweder Gasteilchen oder Flüssigkeitsteilchen oder Teilchen in Lösung. Frei bewegliche Teilchen haben die Eigenschaft, sich auf der Feststoffoberfläche anzulagern. Dieses Anhaften von Teilchen auf einer Feststoffoberfläche bezeichnet man als Adsorption. Die Teilchen bilden meist auf der Feststoffoberfläche nur eine einzelne Schicht, einen sogenannten Monolayer, aus. Die Teilchen auf der Feststoffoberfläche stehen dabei mit den Teilchen aus dem Gas beziehungsweise aus der Flüssigkeit im Gleichgewicht. a) ist das Adsorbens, das heißt der Feststoff, der die Teilchen adsorbiert. b) ist das Adsorbat, das heißt die Teilchen der Gasphase. c) ist die Gasphase. Der Prozess der Adsorption wird durch sogenannte Adsorptionsisothermen, das heißt Prozesse bei gleich bleibender Temperatur, beschrieben. N ist hier die Teilchenzahl oder ein Maß für diese.  Nm ist die Teilchenzahl, die bei Sättigung erreicht wird. Die Temperatur T1 ist kleiner als die Temperatur T2. Das kann man daran erkennen, dass bei T1 die Sättigung schneller erfolgt. Der Bereich 3 beschreibt die Kondensation. Hier ist das Adsorbens nicht mehr in der Lage, weitere Teilchen aufzunehmen. Die Adsorption wird beschrieben bei steigendem Druck beziehungsweise bei steigender Konzentration.   2. Adsorbentien Aus der Vielzahl von Adsorbentien möchte ich einige bekannte aufzählen. Aktivkohle, Aluminiumoxid, Heilerde, Molsiebe und Zeolithe. Obwohl diese Stoffe verschieden sind, ergibt sich die Frage: "Welche gemeinsame Eigenschaft besitzen sie, die sie zu Adsorbentien macht?" Diese Frage werden wir unter anderem beantworten, wenn wir 3. die Bedingungen für die Adsorption besprechen. Stellvertretend für die Adsorbentien möchte ich hier das Bild von Heilerde einblenden. 1. Das ist die Beantwortung unserer aus 2 gestellten Frage: Das Absorbens muss eine große Oberfläche aufweisen, damit es das Adsorbat aufnehmen kann. 2. Und das ist, glaube ich, selbstverständlich: Das Adsorbat muss in ausreichend hoher Konzentration vorliegen, damit es überhaupt vorrätig für die Adsorption ist. Statt Konzentration kann man bei Gasen auch den Druck verwenden. 3. Es müssen mäßige Temperaturen vorhanden sein, damit die adsorbierten Moleküle sich nicht wieder ablösen. Man arbeitet bei Adsorptionsprozessen unter isothermen Bedingungen. Betrachtet man den Prozess der Adsorption vom Standpunkt der Thermodynamik, so kann man sagen, dass eine ausreichen hohe Adsorptionsenergie vorhanden sein muss, damit der Prozess überhaupt abläuft. Eindrucksvolle Beispiele für diese Aussage liefern die Metalle Chrom und Eisen und einige Gase. Bei den Gasen handelt es sich um Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und Ethen (auch Ethylen genannt). Die molaren Enthalpien gebe ich in Kilojoule pro Mol an (kJ/mol). Vom Betrag her sind diese Werte negativ. Kohlenstoffmonoxid auf Chrom ergibt einen Wert von -192. Wasserstoff auf Chrom liefert eine molare Enthalpie von -188. Der Wert auf Eisen ist etwas niedriger mit -134. Einen gewaltigen Wert erhält man für die Wechselwirkung von Ethylen auf Chrom, mit -427. Der entsprechende Wert für Eisen ist deutlich niedriger, -248.   4. Anwendung Die beiden wesentlichen Anwendungen der Adsorption an Oberflächen sind die Stoffreinigung und Stofftrennung. Sie werden für unterschiedlichste Arten von Filtern verwendet. Als zwei Beispiele möchte ich den Gasmaskenfilter und den Zigarettenfilter nennen. In der Medizin verwendet man Adsorptien, um unliebsame Substanzen bei Entzündungen des Magen-Darm-Traktes bzw. bei Blähungen zu beseitigen. Als letztes Beispiel unter der Vielzahl von Anwendungen möchte ich die Feintrennung der Stoffe bei der Luftzerlegung nennen. Die Anlagen, in denen man die Adsorption nachschaltet, bezeichnet man als Luftzerlegungsanlagen.

    Ich danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.

    8 Kommentare

    8 Kommentare
    1. 0:02 Sorry ich bin leider Kein Chemiefan ;)

      Von Natika, vor fast 3 Jahren
    2. Ich weiß nicht so richtig, wo hier das Problem ist. Aber Polonium ist nach meiner Kenntnis (auch wikipedia!) ein Metall.
      Alles Gute

      Von André Otto, vor mehr als 9 Jahren
    3. Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur, Poloncium, Astat sind alles Halbmetalle Sie sollten am Anfang des Videos sagen das Sie keine Halbmetalle makieren, sonst kommt es zu Verwirrung!

      Von Luise 4, vor mehr als 9 Jahren
    4. Deine Videos sind total toll!!
      Mir macht es Spaß sie anzuschauen!

      Von Luise 4, vor mehr als 9 Jahren
    5. Wenn ich teil 2 sucht, dann sucht einfach nach periodensystem der Elemente 3, so habe ich es gefunden.

      Von Luise 4, vor mehr als 9 Jahren
    Mehr Kommentare
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