Wie halten Metall und Metall zusammen?
Hey, ich habe eine mini Präsi darüber und ich wollte die Frage einfach nochmal stellen. Ich weiß, dass Metall und Metall durch die Metallbindung zusammenhalten, muss ich noch etwas wissen? Ich habe als Beispiel Aluminium und Magnesium genommen, diese geben ja Valenzelektronen ab, wie kann ich das zeichnerisch darstellen auch mit der Metallbindung? Einfach als Schalenmodell oder noch etwas?
2 Antworten
Metalle haben wie Kristalle eine periodische Gitterstruktur - meist dreiecksförmig, eine dichteste Kugelpackung wie Orangen. Eine chaotische Ausnahme sind manche Legierungen oder Metallgläser - rapide abgekühlte Metalle.
Das ganze Metall kann man für die freien Elektronen als eine Wellenfunktion betrachten - daher kommen Eigenschaften der Leiter und Halbleiter, und z. B. der Photoeffekt. Ob das auch auf die Bindung Einfluss hat oder die d-Orbitale von Atom zu Atom binden, müsste ich nachschauen.
Die zugehörigen Fachwörter heißen Bänder-Modell und Fermi-Gas.
In der Realität ist aber nicht einmal jedes tausendste Elektron "frei". Man kann sich das Metall nicht wie ein Ionengitter vorstellen.
PS: nur die d-Metalle wie Wolfram und Chrom und ein paar Ausnahmen wie Polonium oder Natriumthallid binden auch direkt über lokalisierte Orbitale. Das macht sie härter und verleiht ihnen ein anderes Gitter als z. B. Natrium. Und natürlich die Halbleiter!
Vereinfacht auf Schulniveau ja, wenn man nicht jedes Atom als Ion zeichnet.
Für das Bändermodell nein. Man betrachtet keine Atome, sondern periodische Ausschnitte aus der Kristallstruktur.
Man betrachtet zwei "Bänder", das Valenzband und Leitungsband, zwischen denen die delokalisierten Elektronen unabhängig von Atomen hüpfen.
Die "Bandlücke" ist ganz wichtig in Solarzellen, LEDs, Transistoren und die elektrische Leitfähigkeit.
Das führt aber schon tief in die Quantenmechanik.
Am korrektesten wären volle und leere Wolken, die die Atome umgeben und sich unendlich wiederholen. Aber das übersteigt vermutlich das Geforderte.
Bei den Metallen sind die Valenzelektronen nicht mehr einzelnen Atomen zugeordnet, sondern können sich frei zwischen den Atomen bewegen. Die starren, gitterartig angeordneten Atomkerne werden sozusagen aus einer Wolke von beweglichen Elektronen zusammengehalten.
Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Ist ein Schalenmodell für die Beispiele angebracht?