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Lexikon der Chemie: Metalle

Metalle, chem. Elemente, die im festen und flüssigen Zustand als charakteristische Eigenschaften Oberflächenglanz, geringe Lichtdurchlässigkeit, hohes Leitvermögen für Wärme, große, mit abnehmender Temperatur steigende elektrische Leitfähigkeit, magnetisches Verhalten, Ausbildung von Kristallgittern mit hohen Koordinationszahlen, plastische Verformbarkeit und Fähigkeit zur Bildung von Legierungen zeigen. Außer dem flüssigen Quecksilber befinden sich die M. bei Raumtemperatur im festen Aggregatzustand, in dem sie durch Walzen, Schmieden, Pressen, Ziehen u. dgl. plastisch formbar sind. Auf Formbarkeit, Leitfähigkeit und Legierungsbildung beruht ihre große technische Bedeutung. Im Gaszustand sind die M. wie die Edelgase einatomig. Ihre Eigenschaften lassen sich daraus erklären, daß im metallischen Kristallgitter die äußeren Elektronen nur lose gebunden ("Elektronengas") und damit leicht verschiebbar sind. Näheres über die metallische Bindung chemische Bindung. Eine Folge der leichten Abgabe der Außenelektronen ist z. B. die gute elektrische Leitfähigkeit, die bei Temperaturen in der Nähe des absoluten Nullpunktes sprunghaft zur Supraleitfähigkeit wird. Glanz und Undurchsichtigkeit der M. beruhen auf Absorption oder Streuung des einfallenden Lichtes durch die Elektronen. Die M. zeigen die Tendenz, ihre Außenelektronen bei der chem. Bindung mit Nichtmetallen an diese abzugeben (Alkali- und Erdalkalimetalle).

Von den bis jetzt bekannten 112 chem. Elementen zählt man drei Viertel zu den M., z. B. die Elemente der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems, sämtliche Elemente der Nebengruppen, die Lanthanoide und die Actinoide. Im Periodensystem bildet eine Diagonale – von Beryllium bis Polonium verlaufend – die Abgrenzung zwischen M. und Nichtmetallen. Eine scharfe Abgrenzung zwischen M. und Nichtmetallen kann nicht getroffen werden. Es gibt chem. Elemente, z. B. Germanium und Antimon, die teils metallische, teils nichtmetallische Eigenschaften aufweisen und daher als Halbmetalle bezeichnet werden.

Die Einteilung der M. wird nach verschiedenen Gesichtspunkten vorgenommen. Auf der Grundlage des Periodensystems unterscheidet man zwischen Haupt- und Nebengruppenmetallen. Von den bisher bekannten 63 Nebengruppenmetallen wird vielfach die Gruppe der Übergangsmetalle (T-Metalle, von engl. transition; Periodensystem) herausgehoben. Nach der Dichte unterscheidet man Leichtmetalle (D. < 5 g cm-3) und Schwermetalle (D. > 5 g cm-3). Die geringste Dichte hat Lithium (D. 0,534 g cm-3), die höchste Osmium (D. 22,61 g cm-3). Auf der unterschiedlichen Oxidierbarkeit beruht die Einteilung in Edelmetalle und unedle M. Edelmetalle, die im Periodensystem benachbarten 4d und 5d-Elemente der VIII. und I. Nebengruppe Ruthenium, Rhodium, Palladium und Silber sowie Osmium, Iridium, Platin und Gold, sind sehr reaktionsträge und seltene M. In der Technik unterscheidet man Eisen und seine Legierungen einerseits und Nichteisenmetalle anderseits; zu letzteren gehören z. B. die Buntmetalle.

In der Natur kommen nur die Edelmetalle, Kupfer und Meteoriteisen gediegen vor. Hauptsächlich finden sich die M. in sehr verschieden zusammengesetzten Erzen in Form von Sulfiden, Oxiden, Carbonaten, Sulfaten, Chloriden, Bromiden, Fluoriden, Silicaten.

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