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Metalle und Halbmetalle

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Donnerstag, 28. Dezember 2017 um 18:51 Uhr

Dieser Artikel beschäftigt sich mit Metallen und Halbmetallen. Zunächst zeigen wir euch, wo diese im Periodensystem der Elemente zu finden sind. Anschließend gehen wir auf die Eigenschaften der Metalle und Halbmetalle ein und erklären, wie man diese in der Industrie nutzt. Dieser Artikel gehört zu den Grundlagen der Chemie.

In diesem Artikel dreht sich alles rund um Metalle und Halbmetalle. Ich gehe dabei gleich noch einmal auf wichtige Grundlagen der Chemie ein, um genau diese Zusammenhänge verstehen zu können. Solltet ihr jedoch noch größere Lücken bei euren Vorkenntnissen haben, rate ich zunächst die folgenden Artikel noch zu lesen:

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Metalle

Werft einmal einen Blick in das Periodensystem der Elemente (Periodensystem in neuem Fenster anzeigen). Sucht euch hier die Elemente Aluminium (Ordnungszahl 13), Gallium, Zinn, Bismut und Ununhexium heraus. Die eben genannten Elemente und alle links(!) davon liegenden Elemente sind Metalle. Oder um es etwas anders auszudrücken: Ein großer Teil der Elemente im Periodensystem sind Metalle. Metalle haben im Allgemeinen folgende Eigenschaften:

  • Gute elektrische Leitfähigkeit (Stichwort: Strom)
  • Hohe Wärmeleitfähigkeit
  • Gute Verformbarkeit
  • Metallischer Glanz

Eine wichtige Sache sei an dieser Stelle zu erwähnen: Ein einziges Atom hat keine metallischen Eigenschaften. Erst wenn viele Atome eine Bindung eingehen, sozusagen "Zusammenarbeiten", sind metallische Eigenschaften möglich. Ein wichtiges Merkmal sind die im Gitter frei beweglichen Elektronen, wodurch elektrischer Strom fließen kann. Die Zahl der Elektronen bei Metallen in der äußeren Schale ist gering. Zu dem ist es mit recht wenig Energie möglich, die Außenelektronen vom Rest des Atoms zu trennen.

Halbmetalle

Schaut nun erneut in das Periodensystem der Elemente (Periodensystem in neuem Fenster anzeigen). Die Halbmetalle sind die Elemente: Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur und Polonium. In einigen Periodensystemen werden zudem noch Selen und Astat als Halbmetall bezeichnet. Wie man sieht, sind die Übergänge von Metallen und Halbmetallen bzw. Halbmetallen und Nichtmetallen recht "unscharf".

Der Grund für die Bezeichnung Halbmetalle liegt darin begründet, dass sie von der elektrischen Leitfähigkeit und vom Aussehen her weder den Metallen noch den Nichtmetallen zugeordnet werden. Ihre äußere Elektronenschale ist mit drei bis sechs Elektronen besetzt, deswegen können sie sowohl Elektronen abgeben als auch aufnehmen.

Da die Halbmetalle Strom nicht so gut leiten können wie Metalle, werden sie auch als Halbleiter bezeichnet. Das wohl bekannteste Element in diesem Bereich dürfte das Silicium sein. Grund: Silicium wird für die Herstellung von Computer-Chips benötigt.

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