Metalle vs. Nichtmetalle: Was sie unterscheidet

Sowohl Metalle als auch Nichtmetalle sind allgegenwärtige Materialien, die von Menschen vielfältig genutzt werden. Tatsächlich wäre ein Überleben ohne diese Werkstoffe kaum möglich. Da es sich um unterschiedliche Elemente im Periodensystem handelt, ist eine klare Abgrenzung unerlässlich.

In diesem Artikel erfahren Sie alles über Definition, Arten, physikalische und chemische Eigenschaften sowie die Unterschiede zwischen Metallen und Nichtmetallen.

Was sind Metalle?

Metalle sind Materialien, die im frisch präparierten, polierten oder gebrochenen Zustand einen metallischen Glanz aufweisen. Sie leiten Elektrizität und Wärme verhältnismäßig gut. Im Allgemeinen sind Metalle formbar (schmiedbar), das heißt, sie lassen sich zu dünnen Blechen treiben, oder duktil, wodurch sie zu Drähten gezogen werden können. Metalle können chemische Elemente wie Eisen (Edelstahl) oder molekulare Verbindungen (z. B. polymeres Schwefelnitrid) sein.

Fast alle Elemente im Periodensystem sind Metalle, darunter Alkalimetalle, Übergangsmetalle, Lanthanoide, Actinoide und Erdalkalimetalle. Sie werden von den Nichtmetallen durch eine Zickzacklinie getrennt, die bei Kohlenstoff, Phosphor, Selen, Iod beginnt und bei Radon endet. Elemente rechts dieser Linie sind Nichtmetalle; jene unmittelbar links davon bezeichnet man als Halbmetalle oder Metalloide – sie besitzen Eigenschaften beider Gruppen.

In der Physik gelten Metalle als Stoffe, die bei absoluter Nulltemperatur elektrisch leiten. Viele normalerweise nicht als Metalle klassifizierte Elemente und Verbindungen können unter hohem Druck metallisch werden. Beispielsweise wird Iod, ein Nichtmetall, bei Drücken zwischen 40.000- und 170.000-fachem Atmosphärendruck allmählich metallisch. Umgekehrt können Materialien, die als Metalle gelten, zu Nichtmetallen werden: Sodium wird bei Drücken unter dem 2-Millionen-fachen Atmosphärendruck zum Nichtmetall.

Metalle lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen: ferrolegierte und nicht-ferrolegierte Metalle.

Ferrolegierte Metalle

Ferrolegierte Metalle bestehen überwiegend aus Eisen mit geringen Anteilen anderer Elemente. Sie neigen bei Feuchtigkeit zur Rostbildung und sind magnetisch. Beispiele sind Baustahl, Gusseisen und Stahl.

Nicht-ferrolegierte Metalle

Nicht-ferrolegierte Metalle enthalten kein Eisen. Sie sind nicht magnetisch und rosten nicht bei Feuchtigkeit. Zu ihnen zählen Kupfer, Zinn, Zink u. a.

Weitere metallische Elemente sind:

• Gold
• Silber
• Eisen
• Kupfer
• Nickel
• Aluminium
• Quecksilber (flüssiges Metall)
• Titan
• Radium
• Californium

Eigenschaften von Metallen

Physikalische Eigenschaften

• Glänzend (metallischer Glanz)
• Duktil (zugverformbar)
• Undurchsichtig
• Gute Wärme- und Elektroleiter
• Schmiedbar (formbar)
• Bei Raumtemperatur fest (außer Quecksilber)
• Hohe Dichte und Schmelzpunkt

Chemische Eigenschaften

• Geringe Elektronegativität
• Leicht korrodierbar
• Gute Reduktionsmittel
• Neigung, Elektronen abzugeben
• Bildung basischer Oxide

Was sind Nichtmetalle?

Nichtmetalle sind chemische Elemente, die keine metallischen Eigenschaften aufweisen. Sie befinden sich im oberen rechten Bereich des Periodensystems, sind aber zahlenmäßig weniger vertreten. Zu den Nichtmetallen gehören Schwefel, Kohlenstoff, alle Halogene, Phosphor, Wasserstoff, Sauerstoff, Selen, Stickstoff und die Edelgase.

Im Gegensatz zu Metallen sind Nichtmetalle nicht glänzend, nicht schmiedbar, nicht duktil und leiten Elektrizität schlecht. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften variieren stärker als die der Metalle. Einige Nichtmetalle sind bei Raumtemperatur fest, andere gasförmig. Auch Edelgase und Halogene zählen zu den Nichtmetallen.

Eigenschaften von Nichtmetallen

Physikalische Eigenschaften

• Nicht duktil
• Schlechte Wärme- und Elektroleiter
• Spröde Festkörper
• Transparent (teilweise)
• Können bei Raumtemperatur fest, flüssig oder gasförmig sein
• Nicht klangfähig (nicht sonor)

Chemische Eigenschaften

• Nichtmetalle gewinnen oder verlieren leicht Valenzelektronen
• Starke Oxidationsmittel
• Hohe Elektronegativität
• Äußere Elektronenschale enthält meist 4–8 Elektronen
• Bildung saurer Oxide bei Kontakt mit Sauerstoff

Beispiele für Nichtmetalle:

• Diamant
• Schwefel
• Graphit
• Kohlenstoff
• Iod
• Brom (flüssiges Nichtmetall)
• Phosphor
• Silizium
• Bor

Unterschiede zwischen Metallen und Nichtmetallen

Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen Unterschiede zusammen:

Fazit

Metalle und Nichtmetalle sind unverzichtbare Werkstoffe, die das menschliche Leben erst möglich machen. Sie unterscheiden sich fundamental in ihrer Stellung im Periodensystem. Dieser Artikel hat Definition, Arten (ferrolegierte und nicht-ferrolegierte Metalle), chemische und physikalische Eigenschaften sowie die Unterschiede zwischen beiden Gruppen beleuchtet.

Ich hoffe, der Artikel war hilfreich. Teilen Sie ihn gerne mit anderen Technikinteressierten. Vielen Dank fürs Lesen!