Metalle Die Metallbindung
Schau dir zunächst das Video auf die folgenden Punkte hin an:
- Erkläre, warum die typischen Eigenschaften bei den einzelnen Metallen unterschiedlich stark ausgeprägt sind.
- Beschreibe den Aufbau eines Aluminium-Atoms. Verwende dabei folgende Begriffe: Atomkern, Atomhülle, Protonen, Elektronen, Neutronen, Valenzelektronen
- Erläutere mit Hilfe des Elektronengasmodells den Begriff "Metallbindung".
Weiter unten findest du die Antworten und vertiefende Informationen.
Frage
Erkläre, warum die typischen Eigenschaften bei den einzelnen Metallen unterschiedlich stark ausgeprägt sind.
Antwort
Metalle sind aus unterschiedlichen Atomen aufgebaut. So besteht Aluminium aus Aluminium-Atomen, Zink dagegen aus Zink-Atomen.
Frage
Beschreibe mit Hilfe der Abbildung den Aufbau eines Aluminium-Atoms. Verwende dabei folgende Begriffe:
Atomkern, Atomhülle, Protonen, Elektronen, Neutronen, Valenzelektronen
Antwort
- Atomkern: der innere Kreis
- Atomhülle: der äußere Kreis
- Protonen: rote Kugeln mit positiver Ladung
- Elektronen: blaue Kugeln mit negativer Ladung
- Neutronen: grüne Kugeln
- Valenzelektronen: die äußersten drei Elektronen
Frage
Erläutere mit Hilfe der Abbildung (Aufbau eines Aluminiumblechs auf Teilchenebene) den Begriff "Metallbindung".
Antwort
Mit Hilfe des so genannten Elektronengasmodells lässt sich die Metallbindung erklären. Das Elektronengas wird von den Valenzelektronen (blaue Punkte) gebildet, die den einzelnen Atomen nicht mehr zugeordnet werden können.
Das Metallgitter, das so entsteht, wird durch elektrostatische Anziehungskräfte zwischen den positiv geladenen Atomrümpfen (rot) und den negativ geladenen, beweglichen Valenzelektronen zusammen gehalten. Das nennt man die Metallbindung.
Im Elektronengas befinden sich nur die frei beweglichen Valenzelektronen der Atome. Valenzelektronen sind die Elektronen, die sich laut Energiestufenmodell in der energiereichsten Energiestufe (= Schale) befinden. Die Valenzelektronen sind dem jeweiligen Atom nicht mehr zuzuordnen. Dennoch besitzen die positiv geladenen Atomrümpfe (= Atome ohne Valenzelektronen) weitere Elektronen, die dem jeweiligen Atomrumpf zuzuordnen sind.