Metalle - chemische Elemente
Metalle, wie sie beispielsweise bei der Kurt Deneke GmbH angeboten werden, sind chemische Elemente, deren charakteristische Eigenschaften, im festen sowie flüssigen Zustand Oberflächenglanz, geringe Lichtdurchlässigkeit sowie eine hohe Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit sind. Heute sind 118 chemische Elemente bekannt, sogenannte Reinstoffe, die mit chemischen Methoden so nicht mehr zerlegbar sind. Von diesen 118 Elementen zählt man 78 zu den Metallen.
Dazu gehören zum einen die Elemente der Gruppe 1 und 2 des Periodensystems, die Alkalimetalle und Erdalkalimetalle sowie sämtliche Elemente der Nebengruppen, das heißt den Gruppen 3 bis 12 im Periodensystem. Die Nebengruppen enthalten bekannte Elemente wie Kupfer, Zink, Nickel und Kobalt, aber auch unbekanntere Elemente der 6. und 7. Periode des Periodensystems, die Lanthanoide und Actinoide. Man sollte betonen, dass keine klare Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen besteht, da einige chemische Elemente sowohl metallische als auch nichtmetallische Eigenschaften aufweisen. Diese Halbmetalle sind Feststoffe unter Normalbedingungen und unter dem Namen Halbleiter heute eher vertraut.
Zu ihnen gehören zum Beispiel die Elemente Bor, Silicium und Arsen, um nur einige zu nennen. Eine besondere Gruppe bilden die sogenannten „Seltenen Erden", chemische Elemente der 3. Nebengruppe des Periodensystems, deren Vorkommen und Bindung an Mineral in der Erdkruste eher von geringer Natur scheint, sie aber dennoch sehr wichtig in den Bereichen der Elektrotechnik und Computertechnik sind. In der Natur treten metallische Stoffe hauptsächlich in gebundener Form, den Erzen auf, einem abbaubaren Mineralgemenge. In diesem metallhaltigen Mineral ist das Metallion oft über Sauerstoff oder Schwefel, als Oxid- oder Sulfidverbindung gebunden. Nur Edelmetalle, zu denen Gold, Silber und Platin zählen sowie Kupfer und Meteoreisen, also Eisenmeteoriten sowie Eisen-Nickel-Meteoriten, kommen sporadisch (rein)metallisch in der Erde vor.
Metallelemente zeigen die Tendenz, bei der Verbindung mit Nichtmetallen ihre Außenelektronen abzugeben. Es entstehen so positive Kationen, die sich mit den negativ geladenen Anionen zu einem sogenannten Ionengitter verbinden. Bekannte Beispiele dieser sogenannten Kationen sind die in unserem Körper vorkommenden Metallionen, wie Mg+ sowie Ca2+, also Magnesium und Kalzium, deren Außenhüllen jeweils ein beziehungsweise zwei Elektronen enthält. Alle Metallelemente sind unter Normalbedingungen, das heißt einer Temperatur von 0 °C und einem Atmosphärendruck von 1,013 bar, fest und plastisch verformbar, außer Quecksilber, das ist flüssig. Metalle besitzen einen definierten Schmelzpunkt und können untereinander Legierungen eingehen.
Diese Eigenschaft sowie ihre Formbarkeit und Leitfähigkeit machen den Rohstoff zu einem bedeutenden technischen Werkstoff, vor allem in den Bereichen der Elektrotechnik sowie beim Schmieden, Walzen und Ziehen. Ihr metallisches Kristallgitter erlaubt es den positiv geladenen Ionen sich zu verschieben und verfügt über lose Elektronen in der Außenhülle. Je nach Dichte werden chemische Elemente in Leichtmetalle und Schwermetalle unterteilt. Das Element mit der geringsten Dichte ist Lithium und das mit der schwersten Dichte Osmium. Da einige Metalle nur eine geringe Tendenz zur Oxidation aufweisen, werden diese chemischen Elemente des Weiteren in Edelmetalle und unedle Metalle unterteilt. Die bekanntesten Vertreter der sogenannten Edelmetalle sind Gold, Silber und Platin.
