Metalle

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Geschichte

Metalle sind diejenigen chemischen Elemente, die alle oder die meisten der folgenden Eigenschaften aufweisen: Sie sind bei normalen Temperaturen fest Sie sind ausser in extrem dünnen Schichten lichtundurchlässig Sie haben eine gute hohe Wärmeleitfähigkeit und sind auch gute elektrische Leiter In poliertem Zustand glänzen sie und bilden im festen Zustand Kristalle.
Metalle und Nichtmetalle werden im Periodensystem durch eine diagonal verlaufende Linie voneinander abgegrenzt. Links oberhalb von ihr stehen die Metalle und rechts unterhalb von ihr die Nichtmetalle. Auf der Diagonalen selbst stehen die so genannten Halbmetalle (Bor, Silicium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur, Polonium und Astat). Sie haben sowohl metallische als auch nichtmetallische Eigenschaften.

Zu den bekanntesten metallischen Elementen zählen folgende:

Metallische Elemente können untereinander oder mit anderen Elementen zu chemischen Verbindungen oder zu Lösungen oder zu innigen Vermischungen zusammentreten.

Legierung

Unter einer Legierung versteht man die Kombination eines Metalls mit einem (oder mehreren) anderen Metallen oder mit auch gewissen Nichtmetallen, wie z. B. Kohlenstoff. Metalle werden sehr oft legiert und selten rein verwendet.

Edelmetalle

Edelmetalle sind schwach reaktive Schwermetalle, die an der Luft kaum oder gar nicht oxidieren. Ihre Dichte ist höher als 9,5 g/cm3.

Die Edelmetalle sind:

Neben den Edelmetallen gibt es auch Metalle, die in Folge ihrer Passivität mitunter eine Korrosionsbeständigkeit besitzen, die die mancher Edelmetalle zum Teil sogar übertrifft.

Blech

Als Blech wird ein flaches Halbzeug aus Metall bezeichnet. Beinahe jedes Metall kann zu Blech verarbeitet werden. Besonders dünne Bleche sind Metallfolien wie z.B. Aluminiumfolie oder Blattgold.

Wichtige Metalle im Überblick:

Aluminium

Aluminium ist ein leichtes, silbriges Metall und das häufigste Metallelement in der Erdkruste. Es ist stark elektropositiv und extrem reaktionsfähig. In Verbindung mit Luft wird das Leichtmetall von einer zähen, durchsichtigen Schicht aus Aluminiumoxid bedeckt, die es vor weiterer Korrosion schützt.
Aus diesem Grund rosten aus Aluminium gefertigte Gegenstände nicht und werden auch nicht matt. Aluminium eignet sich gut für den Bau von Flugzeugen, Eisenbahnwagen und Autos.
Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit wird es für Kochgeräte und Kolben von Verbrennungsmotoren verwendet. Aufgrund der Korrosionsbeständigkeit in Salzwasser findet Aluminium bei der Herstellung von Produkten für die Schifffahrt Verwendung. Seitenwandungen aus Aluminium sind zur Isolierung von Häusern bestens geeignet.
Aufgrund seines geringen Gewichts, der leichten Formbarkeit und der Verträglichkeit mit Nahrung und Getränken wird Aluminium häufig für Behälter und Verpackungen verwendet. Das Recycling solcher Verpackungen ist eine Massnahme zur Energieeinsparung.

Blei Pb

Blei ist ein Schwermetall mit der Ordnungszahl 82. Der Begriff stammt aus der Indogermanischen Sprache und bedeutet soviel wie schimmernd, leuchtend oder glänzend.
In Verbindung mit Zinn und Antimon wurde Blei als Schriftmetall zur Herstellung von Lettern verwendet.
Als Bleioxyd ist es Bestandteil des Bleikristalls. Wegen seiner Abschirmwirkung gegen Strahlung und Elementarteilchen wird es zum Schutz bei Röntgengeräten eingesetzt. Lange Zeit wurde Blei auch zur Herstellung von Rohren verwendet. Durch die toxikologische Wirkung auf das Wasser Bleivergiftung) kommen Bleirohre heute nicht mehr zum Einsatz.
Ein Brauchtum zu Silvester ist das Bleigiessen, bei dem flüssiges Blei in kaltem Wasser zum Erstarren gebracht wird. Früher wurde Blei als Material für Geschosse verwendet, sowohl für Schleudern als auch für Feuerwaffen

Chrom

Chrom ist ein graues, silberglänzendes metallisches Element mit der Ordnungszahl 24. Chrom gehört zu den Übergangselementen des Periodensystems der Elemente. Chrom gehört zu den häufigeren Elementen, es steht bei den Gesteinen der Erdkruste an 21. Stelle der natürlichen Häufigkeitsskala.
Chrom kann im Kristallgitter einiger Aluminium- und Eisenmineralien einen Teil der Metallatome ersetzen und ihnen dadurch einzigartige Farben verleihen. Auch einige Edelsteine verdanken ihre Farbe den enthaltenen Chromverbindungen.

Eisen   Fe

Eisen ist ein magnetisches, formbares, silbrigweisses me-tallisches Element mit der Ordnungszahl 26 und gehört ebenfalls zu den Übergangsmetallen des Periodensystems der Elemente.
Eisen wurde bereits in prähistorischer Zeit zur Herstellung von Gegenständen genutzt und diente für Verzierungen und Schmuck. Die ältesten gefundenen Stücke sind Perlen aus oxidiertem Eisen. Sie stammen aus Ägypten und werden auf die Zeit um 4000 v. Chr. datiert.
Der Begriff Eisenzeit bezeichnet die Zeitspanne, in der Eisen für Gegenstände wie Werkzeuge oder für Ornamente verwendet wurde. Eisen ist in Form von chemischen Verbindungen in der Natur sehr verbreitet: In der Rangfolge der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste steht es an vierter Stelle.
Die wichtigsten Eisenerze sind der Magnetit und der Hämatit. Kleine Mengen Eisen kommen in natürlichen Gewässern und in Pflanzen vor.
Das Eisen zählt für Menschen und auch für Tiere zu den essentiellen Spurenelementen und ist im Blutfarbstoff Hämoglobin enthalten. Der grösste Teil des Eisens wird in verarbeiteter Form z. B. als Schmiedeeisen, Gusseisen oder Stahl verwendet. Eisenverbindungen benötigt man z B. in der Medizin zum Behandeln von Anämie.

Gold   Au

Gold ist ein weiches, hellgelbes, metallisches Element mit hoher Dichte. Es gehört im Periodensystem zu den Übergangsmetallen und hat die Ordnungszahl 79. Reines Gold ist das geschmeidigste Metall. Man kann es leicht zu Folien hämmern oder walzen.
Gold ist mit einer Härte von 2,5 bis 3 eines der weichsten Metalle. Es leitet gut die Wärme und den elektrischen Strom und zeichnet sich durch eine hellgelbe Farbe mit starkem Glanz aus.
Gold tritt in der Natur in Form von Adern im Quarzgestein und in Ablagerungen von Flussschlämmen auf. Dabei kommt es als reines Metall (gediegen) oder gemeinsam mit anderen Metallen vor. Fast immer tritt das gediegene Gold zusammen mit Silber in unterschiedlichen Anteilen auf.
Gold war schon in frühesten Zeiten bekannt und hatte stets einen hohen Wert, wegen seines Aussehens, seiner Beständigkeit sowie der guten Bearbeitbarkeit.
Gold wurde bereits im Altertum als Münzmetall eingesetzt und stellt heute noch den Bezugswert bei internationalen Geldtransaktionen dar.
Südafrika zählt heute zu den Hauptlieferanten von Gold. Die jährliche Förderung beläuft sich auf 600 Tonnen. Weitere 70 Länder der Erde produzieren Gold in wirtschaftlich bedeutenden Mengen. Jedoch kommen heute 80 Prozent allen Goldes aus folgenden Staaten: Südafrika, USA, die Länder der früheren Sowjetunion, Australien, Kanada, China und Brasilien

Kupfer   Cu

Kupfer ist ein bräunlich-rotes metallisches Element, das zu den meistverwendeten Metallen zählt. Es gehört zu den Übergangsmetallen und hat die Ordnungszahl 29.
Kupfer kannte man bereits in vorgeschichtlicher Zeit. Es war vermutlich das erste Metall, aus dem Gebrauchsgegenstände gefertigt wurden. Kupferne Gegenstände fand man in den Überresten vieler alter Kulturen, z. B. in Ägypten, Amerika, Kleinasien, China, Südosteuropa, Kreta und Zypern (aus dem Namen dieser Insel wurde das Wort Kupfer abgeleitet).
Auch die Ureinwohner Amerikas kannten das Kupfer. Kupfer kommt in der Natur auch in reinem Zustand (gediegen) vor.
Heutzutage verwendet man Kupfer vor allem für elektrische Geräte und Leitungen.
Die hohe Leitfähigkeit des Metalls wird nur noch von derjenigen des Silbers übertroffen.
In vielen historischen Epochen prägte man Münzen aus Kupfer. Es wurden auch Kochgeschirr, Fässer und Verzierungen aus Kupfer anfertigt. Oft kleidete man den Boden hölzerner Schiffe mit Kupfer aus, um ein Faulen des Holzes zu verhindern.

Magnesium

Magnesium ist ein silberweisses metallisches Element. Es steht in der zweiten Hauptgruppe des Periodensystems und gehört zu den Erdalkalimetallen. Seine Ordnungszahl ist 12.
In der Natur tritt Magnesium nur in Verbindung mit anderen Elementen auf. Man findet es aber in vielen gesteinsbilden-den Silikaten und Salzen sowie im Meer und salzhaltigen Gewässern. Magnesium ist essentieller Bestandteil von Tier- und Pflanzengewebe (z. B. in Knochen, Zähnen, Chlorophyll) und wird als feuerfestes und isolierendes Material bei der Papierherstellung und in Keramiken eingesetzt.
Mineralstoffe wie Magnesium sind auch im menschlichen Organismus unverzichtbar; sie unterstützen den reibungslosen Ablauf aller Körperfunktionen. Magnesium schützt die Knochen und wirkt der Entstehung von Muskelkrämpfen entgegen.

Platin   Pt

Platin ist ein relativ seltenes Element, das wertvoller als Gold ist. Platin hat die Ordnungszahl 78, gehört zu den Übergangsmetallen und ist das wichtigste Element in der Gruppe der sogenannten Platinmetalle.
Es ist ein grau-weisses Metall mit einer Härte von 4,3, hat einen hohen Schmelzpunkt, ist schmiedbar und relativ leicht formbar. Aufgrund seiner chemischen Reaktionsträgheit und seiner hohen Schmelztemperatur wird Platin beispielsweise für Laborgeräte verwendet.
Platin setzt man ausserdem für elektrische Kontakte und in Instrumenten zum Messen hoher Temperaturen ein. So genannter Platinschwamm dient in der chemischen Industrie sehr häufig als Katalysator.
Beträchtliche Platinmengen, gewöhnlich mit Gold legiert, werden in der Schmuckbranche verarbeitet. In der Medizin nutzt man Platin auch als Zahnersatz. Platin wird auf der ganzen Welt gefördert.

Silber   Ag

Für gewöhnlich wird Silber mit kleinen Mengen anderer Metalle legiert, um es härter und beständiger zu machen. Es kommt nur zu einem kleinen Teil gediegen (in elementarem Zustand) vor.
Silber wird wegen seiner antiseptischen Eigenschaften seit 3000 Jahren eingesetzt. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden neue Formen für die Behandlung von Wunden entwickelt.
Weil Silber an der Luft wasserlösliche Silberoxyd-schichten bildet, hat es eine bakterienabtötende Wirkung. Die frei werdenden Silberionen machen Bakterien unschädlich. Ärzte und Zahnärzte bedienen sich seit langem der optimalen Eigenschaften des Silbers (Zahnfüllungen).
Was das Tragen von Silberschmuck betrifft, spricht man oft von einer Silberallergie. In Fachkreisen glaubt man hingegen nicht an die Existenz einer solchen. Hautrötungen entstehen ihrer Ansicht nach durch die Berührung von Silbernitratsalz.
Eine andere Möglichkeit ist, dass dem Metall Nickel beigefügt wurde und der Träger des Schmuckes allergisch auf Nickel reagiert. Heutzutage ist aber das Beifügen von Nickel verpönt.
Im Cachet-Schmuck finden sich keine Nickelanteile mehr, und wenn doch, in so kleinen Mengen, dass sie nicht ins Gewicht fallen. Cachet wurde durch ein externes Institut getestet.

Zinn   Sn

Zinn ist ein metallisches Element, das in der 4. Hauptgruppe des Periodensystems steht. Seine Ordnungszahl ist 50.
Zinn wurde in Grabstätten des Alten Ägypten gefunden und gelangte zur Zeit des Römischen Reiches in grossen Mengen von Cornwall (England) auf das europäische Festland.
Die alten Ägypter nahmen an, bei Zinn und Blei handle es sich um verschiedene Formen desselben Metalls. Zinn kommt bei vielen Industrieverfahren zum Einsatz. In Form von Weissblech dient es als Schutzschicht für Kupfergefässe und verschiedene Metalle.
Zinn wird für Legierungen wie z. B. Bronze, Lot oder Lötmetall und Letternmetall benötigt. Zinn kommt ausserdem in der Weltraumtechnik zum Einsatz. Einige Zinnorganische Verbindungen verwendet man in der Landwirtschaft als Pflanzenschutzmittel.

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