2. Wie hängen Schmelzpunkt, Dichte und Ordnungszahl von Metallen zusammen?

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Eine extem interessante Frage. Das mit der Dichte ich natürlich schon klar und von Dir ganz richtig wiedergegeben worden. Was der Schmelzpunkt mit der Dichte zu tun haben soll, ist nicht so einfach zu beantworten. Bei der kovalenten Bindung (Elektronenpaarbindung) und der ionogenen Bindung ist es in der Regel so, dass die Bindungsenergie mit wachsendem Atomradius abnimmt, also die schweren Elemente eher schwächer gebunden sind. Bei der Metallbindung, bei der ja die freien Elektronen für die Bindung zuständig sind, ist dieser Zusammenhang für mich nicht so klar ersichtlich. Aus der Erfahrung weiß man jedoch, dass einige der schweren Metalle auch einen sehr hohen Schmelzpunkt haben. Aber es gibt zu viele Ausnahmen, als dass man da wirklich eine Regel ableiten kann, die aussagkräftig ist. Ich habe mir mal die Mühe gemacht und einige Metalle herausgesucht und sie nach Dichte geordnet. Ich sehe da bestenfalls eine leichte Tendenz, aber keinen wirklichen Zusammenhang.

Mg 1,7 g/cm3 649 °C

Be 1,8 g/cm3 1278 °C

Al 2,7 g/cm3 660 °C

Ti 4,5 g/cm3 1668 °C

Sb 6,7 g/cm3 630 °C

Zn 7,1 g/cm3 420 °C

Cr 7,2 g/cm3 1890 °C

Sn 7,3 g/cm3 232 °C

Fe 7,9 g/cm3 1535 °C

Cd 8,6 g/cm3 321 °C

Cu 8,9 g/cm3 1083 °C

Ni 8,9 g/cm3 1453 °C

Bi 9,8 g/cm3 2710 °C

Ag 10,5 g/cm3 962 °C

Pb 11,3 g/cm3 327 °C

Pd 12 g/cm3 1552 °C

Rh 12,4 g/cm3 1963 °C

Ru 12,4 g/cm3 2250 °C

Hg 13,5 g/cm3 -39 °C

Ta 16,6 g/cm3 2996 °C

W 19,2 g/cm3 3410 °C

Au 19,3 g/cm3 1063 °C

Pt 21,4 g/cm3 1772 °C

Ir 22,4 g/cm3 2443 °C

Os 22,5 g/cm3 3050 °C

Die Ordnungszahl allein ist sicher kein ausreichendes Kriterium zum Sortieren der Elemente nach Schmelzpunkt. Dieser hängt wesentlich von dem Aufbau der Elektronenhülle und ihren Resonanzen ab. Man siehts an der Folge: Wolfram hat 3400° und das schwerere Gold 1000°. Wegen der Struktur der Elektronenhülle ist Wolfram ein sehr unedles Metall, Gold hingegen sehr edel d.h. mit wenig Bindungskräften der Elektronen, so ergibt sich ein viel niedrigerer Schmelzpunkt.

Aber man sollte doch gerade bei edlen Metallen eine hohe Bindungsenergie der Elektronen erwarten, weil die unedlen Metalle viel bereitwilliger ihr(e) Elektron(en) abgeben...

0

Was möchtest Du wissen?