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Metalle und die Metallbindung
Metalle und die Metallbindung: Elektronengas, Eigenschaften, edle und unedle Metalle — mit interaktiven Werkzeugen und Übungsaufgaben zu jedem Teilbereich.
Metalle im Periodensystem
Die meisten Elemente sind Metalle — im Periodensystem stehen sie links und in der Mitte, die Nichtmetalle rechts oben, und dazwischen liegt die Treppenlinie der Halbmetalle. Innerhalb der Metalle unterscheidet man weiter: Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Übergangsmetalle, dazu Leicht- und Schwermetalle nach der Dichte.
Elemente im gekürzten PSE in Gruppen sortieren
Periodensystem-Trends erkunden
Periodensystem der Elemente
Mit den ersten beiden Tools sortierst du Elemente in Gruppen und liest die Trends im Periodensystem ab. Das dritte färbt alle 118 Elemente nach ihrer Kategorie ein — von den Alkalimetallen bis zu den Nichtmetallen.
7 Übungsaufgaben
Metall, Halbmetall oder Nichtmetall
Metallgruppen
Die Metallbindung
Metall-Atome geben ihre Valenzelektronen ab, bleiben aber beieinander: Zurück bleiben Metall-Ionen in einem Gitter, und die abgegebenen Elektronen bewegen sich frei zwischen ihnen — das Elektronengas. Es hält den Verband zusammen und erklärt zugleich, warum Metalle den Strom leiten, glänzen und sich verformen lassen, ohne zu zerspringen.
Elektronengasmodell der Metalle
Metallgitter – räumlicher Aufbau von Metallen
Mit der Simulation kannst du das Elektronengas beobachten, der 3D Viewer zeigt dir den räumlichen Aufbau des Metallgitters.
3 Übungsaufgaben
Elektronengasmodell und Metallgitter
Eigenschaften der Metalle
Elektrische und thermische Leitfähigkeit, Glanz, Verformbarkeit, meist hohe Dichte und hohe Schmelztemperatur — alle diese Eigenschaften folgen aus dem Elektronengasmodell. Verschiebt man eine Schicht im Metallgitter, bleibt der Zusammenhalt bestehen, weil die Elektronen mitwandern; genau darin unterscheiden sich Metalle vom spröden Salzkristall.
Elektrische Leitfähigkeit
Temperaturverlaufskurve von Reinstoffen
Mit den Simulationen prüfst du die Leitfähigkeit und nimmst eine Temperaturverlaufskurve auf.
2 Übungsaufgaben
Dichte, Schmelztemperatur, Leitfähigkeit
Metalle reagieren
Metalle geben Elektronen ab — das ist der gemeinsame Nenner all ihrer Reaktionen. Mit Nichtmetallen bilden sie Salze, mit Sauerstoff Metalloxide, mit Säuren Wasserstoff und ein Salz. Wie heftig das abläuft, hängt vom Metall ab: Natrium reagiert schon mit Wasser, Kupfer nicht einmal mit Salzsäure.
Synthese von Kochsalz
Reaktionsgleichungen ausgleichen – Salzbildung, Gesamtgleichung
Reaktionsgleichungen ausgleichen – Salzbildung, Teilgleichungen
Mit der Simulation siehst du die Salzbildung auf Teilchenebene, mit den beiden Tools stellst du die zugehörigen Gleichungen auf.
16 Übungsaufgaben
Metall und Nichtmetall
Metall und Sauerstoff
Metall, Wasser und Säure
Edle und unedle Metalle
Ordnet man die Metalle danach, wie leicht sie Elektronen abgeben, entsteht die Redoxreihe. Unedle Metalle stehen oben und geben leicht ab, edle unten und nur schwer. Daraus lässt sich vorhersagen, ob ein Metall ein anderes aus seiner Salzlösung verdrängt — und warum Eisen rostet, Gold aber nicht.
Redoxreihe der Metalle
Galvanische Zelle (Daniell-Element)
Mit der ersten Simulation kombinierst du Metall und Salzlösung frei, mit der zweiten baust du daraus eine galvanische Zelle.