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Metalle

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Im engeren Sinne Sammelbezeichnung für diejenigen chemischen Elemente, die eine mit steigender Temperatur dauernd abnehmende, bei Raumtemperatur jedoch noch verhältnismäßig hohe elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitzahl haben. Diese Leitfähigkeit beruht auf der Bewegung der Elektronen (Elektronenwolke, Elektronengas). Die Metalle sind mit Ausnahme des Quecksilbers bei Raumtemperatur fest; sie glänzen stark und lassen sich z. B. durch Druck leicht verformen. Die Atome eines Metalls bilden im festen Aggregatzustand ein Metallgitter, wobei der (geordnete) Zusammenhalt in einem solchen Gitter durch die Metallbindung erfolgt.

Von den bis heute bekannten 118 chemischen Elementen zählen 97 zu den Metallen – z. B. Aluminium, Chrom, Nickel, Eisen, Molybdän, Titan, Tantal, Blei, Kupfer, Zinn, Zink etc.

Die Einteilung der Metalle erfolgt nach chemischen und physikalischen Gesichtspunkten, z. B. wird je nach Dichte zwischen Leichtmetallen (z. B. Aluminium) und Schwermetallen (z. B. Chrom) unterschieden, wobei die Dichtegrenze willkürlich bei 4,5 kg/dm3 festgelegt wurde.

Nach chemischen bzw. elektrochemischen Gesichtpunkten unterscheidet man edle und unedle Metalle (elektrochemische Spannungsreihe, Elektrolyse) etwa nach der Löslichkeit in verdünnter Salzsäure.

Die Einteilung edel / unedel erfolgt auch typisch in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle, wobei jeweils das elektrochemische Potenzial des entsprechenden Metalls in einem geeigneten Elektrolyt gegen eine Normalwasserstoffelektrode (z. B. Kalomelelektrode, galvanisches Element) angezeigt wird. Edle Metalle haben ein hohes positives Potenzial; unedle dagegen ein betragsmäßig hohes negatives Potenzial.

In der Technik der Werkstoffe wird v. a. zwischen Eisen und seinen Legierungen einerseits und den Nichteisenmetallen andererseits unterschieden. Spezielle Nichteisenmetalle sind z. B. die Buntmetalle, wie Aluminium mit seinen Legierungen und Kupfer mit seinen Legierungen wie Bronzen und Messing etc.

Reines Aluminium ist als sehr unedel zu bezeichnen, während aber passiviertes (eloxiertes) Aluminium (Eloxal) — also mit Aluminiumoxid als Passivschicht — einen relativ edlen Platz in der Spannungsreihe einnimmt.

Die technisch wichtigsten Metalle sind Eisen, Aluminium, Magnesium, Blei, Zinn, Zink, Kupfer, Chrom, Nickel, Molybdän, Vanadium, Silber, Gold, Platin, Wolfram, Titan, Tantal und Uran, wobei v. a. die Legierungen von übergeordneter Wichtigkeit sind.

Im weiteren Sinne werden technisch als Metalle alle Stoffe aufgefasst, die typisch metallischen Charakter haben. Nach dieser Definition gehören zu den Metallen nicht nur bestimmte Elemente, sondern eben v. a. auch die Legierungen der Metalle (z. B. Edelstahllegierungen nach DIN 17440).

Metalle bzw. Metallionen haben auch im biologischen Kreislauf fundamentale bzw. lebenswichtige Bedeutung (Spurenelemente) wie etwa die Alkalimetalle Na, K, die Erdalkalimetalle Ca, Mg und die Erdmetalle. Speziell Schwermetalle, wie z. B. Cr, Blei, sind vor allem als Giftstoffe für den menschlichen / tierischen Organismus und auch in weiten Bereichen der Botanik bekannt.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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