Die folgende Liste von Metallen ist nach verschiedenen Ansätzen kategorisiert. Wie bereits erwähnt, gibt es über 90 verschiedene Arten von Metallen, die auf unserem Planeten vorkommen.
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| Kategorie | Metalle |
|---|---|
| Eisenhaltige Metalle | Eisen, Chrom, Mangan |
| Nichteisen-Metalle | Aluminium, Magnesium, Kalium, Natrium, Calcium, Strontium, Barium, Kupfer, Blei, Zink, Zinn, Kobalt, Nickel, Antimon, Quecksilber, Cadmium, Bismut, Gold, Silber, Platin, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Beryllium, Lithium, Rubidium, Cäsium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, Molybdän, Gallium, Indium, Thallium, Germanium, Rhenium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Scandium, Silizium, Bor, Selen, Tellur, Arsen, Thorium |
| Allgemeine Metalle | Eisen, Aluminium, Kupfer, Zink |
| Seltene Metalle | Zirkonium, Hafnium, Niobium, Tantal |
| Leichtmetalle | Titan, Aluminium, Magnesium, Kalium, Natrium, Calcium, Strontium, Barium (Dichte < 4500kg/m³) |
| Schwermetalle | Kupfer, Nickel, Kobalt, Blei, Zink, Zinn, Antimon, Bismut, Cadmium, Quecksilber (Dichte > 4500kg/m³) |
| Edelmetalle | Gold, Silber, Platingruppenmetalle |
| Metalloide Elemente | Germanium, Antimon, Polonium |
| Seltene Metalle | Seltene Leichtmetalle (Lithium, Rubidium, Cäsium), seltene Refraktärmetalle (Zirkonium, Molybdän, Wolfram), seltene Dispersionsmetalle (Gallium, Indium, Germanium, Thallium), seltene Erdmetalle (Scandium, Yttrium, Lanthanidenreihe), radioaktive Metalle (Radium, Francium, Polonium, Uran, Thorium) |
Haben Sie eine Vorstellung von der Gesamtzahl der vorhandenen Metalle?
Derzeit sind insgesamt 108 Elemente bekannt, von denen 90 als Metalle eingestuft werden, darunter drei Halbmetalle - Bor, Silizium und Arsen.
Das umfangreiche Angebot an Metallen kann dazu führen, dass man sich nicht mehr zurechtfindet.
Zur Vereinfachung des Verständnisses werden Metalle in der Regel in zwei Hauptkategorien unterteilt - Eisenmetalle und Nichteisenmetalle. Dieses Klassifizierungssystem ist in den Vereinigten Staaten, Großbritannien und Japan weithin akzeptiert.
Weiterführende Lektüre: Eisenhaltige Metalle vs. Nichteisenmetalle
In der Vergangenheit wurden in der ehemaligen Sowjetunion und in einigen osteuropäischen Ländern Metalle aufgrund ihrer Farbe in zwei Gruppen eingeteilt - schwarze Metalle und farbige Metalle.
Auch in China wird diese farbbasierte Klassifizierung immer noch verwendet. Diesem Ansatz mangelt es jedoch an wissenschaftlicher Gültigkeit.
Infolgedessen werden Metalle heute aufgrund ihrer Eigenschaften und Verwendungszwecke in vier verschiedene Gruppen eingeteilt: Schwermetalle, Leichtmetalle, Edelmetalle und seltene Metalle.
Schwermetalle sind definiert als Metalle mit einer Dichte von mehr als 4,5 g/cm3, während Leichtmetalle eine Dichte von weniger als 4,5 g/cm3.
Edelmetalle werden aufgrund ihres geringen Verunreinigungsgrades, ihrer komplizierten Reinigungsverfahren und ihres hohen Wertes sehr geschätzt. Diese Metalle gelten als wertvoller als normale Metalle.
Im Gegensatz dazu umfassen seltene Metalle relativ seltene Elemente, wie seltene Leichtmetalle, hochschmelzende Metalle, dispergierte Metalle und Seltenerdmetalle.
Es ist wichtig zu wissen, dass es auch eine Kategorie radioaktiver Metalle gibt, die für die menschliche Gesundheit schädlich sein können. Eine längere Exposition gegenüber diesen Metallen kann zu Krankheiten oder sogar zum Tod führen.
Dieser Artikel enthält eine umfassende Liste der verschiedenen Arten von Metallen, die fast alle im Periodensystem der chemischen Elemente enthaltenen Elemente abdeckt.
Außerdem werden wir einen umfassenden Überblick über die Eigenschaften und Anwendungen dieser Metalle geben.
Fangen wir an.
Eisen ist ein metallisches Element mit der Ordnungszahl 26, das durch das chemische Symbol Fe dargestellt wird. Seine durchschnittliche relative Atommasse beträgt 55,845. Das Element ist gemeinhin als Eisen bekannt.
Chrom ist ein metallisches Element der Gruppe 6B des Periodensystems der Elemente mit dem chemischen Symbol Cr und einer Ordnungszahl von 24. Sein Name leitet sich vom griechischen Wort für "Farbe" ab, was auf die farbige Natur von Chromverbindungen zurückzuführen ist.
Dieses stahlgraue Metall ist das härteste in der Natur vorkommende Metall. Chrom ist nur in geringen Mengen in der Erdkruste vorhanden und steht mit nur 0,01% an 17. Freies, natürlich vorkommendes Chrom ist äußerst selten und findet sich vor allem in Chromit.
Mangan ist ein Übergangsmetall mit dem chemischen Symbol Mn und der Ordnungszahl 25. Es erscheint als gräulich-weißes, hartes, sprödes und glänzendes Element.
Während reines Mangan etwas weicher als Eisen ist, wird es fest und spröde, wenn es kleine Mengen an Verunreinigungen enthält und in feuchter Umgebung leicht oxidieren kann.
Mangan ist in der Natur weit verbreitet, wobei der Boden in der Regel etwa 0,25% dieses Elements enthält. Bestimmte Lebensmittel, wie Tee, Weizen und hartschalige Früchte, enthalten größere Mengen an Mangan.
Aluminium, symbolisiert durch Al, ist ein dehnbares, silberweißes Leichtmetall, das üblicherweise zur Herstellung verschiedener Produkte wie Stangen, Bleche, Folien, Pulver, Streifen und Fäden verwendet wird.
In feuchter Luft kann Aluminium eine Oxidschicht bilden, die vor Korrosion schützt. Bei Erwärmung an der Luft kann sich Aluminiumpulver entzünden und eine helle weiße Flamme erzeugen. Es ist löslich in verdünnten Lösungen von Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, aber unlöslich in Wasser.
Aluminium hat eine relative Dichte von 2,70, und sein Schmelz- und Siedepunkt liegt bei 660°C bzw. 2327°C.
Aluminium ist das am häufigsten vorkommende Metallelement in der Erdkruste und steht nach Sauerstoff und Silizium an dritter Stelle.
Magnesium ist ein metallisches Element, das mit dem chemischen Symbol Mg bezeichnet wird. Es wurde erstmals 1808 von dem britischen Chemiker Sir Humphry Davy durch Reduktion von Magnesiumoxid mit Kalium hergestellt.
Als Erdalkalimetall ist Magnesium ein leichtes, silberweißes Metall, das reaktive chemische Eigenschaften aufweist. Es reagiert mit Säuren unter Bildung von Wasserstoff und besitzt eine gewisse Duktilität und Wärmeableitungsfähigkeit.
Magnesium kommt in der Natur reichlich vor und ist ein wesentliches Element für den menschlichen Körper.
Kalium ist ein Alkalimetall mit dem Symbol K und der Ordnungszahl 19. Es gehört zur Gruppe 1A der vierten Periode im Periodensystem der Elemente.
Dieses weiche, wachsartige Metall hat ein silbrig-weißes Aussehen und lässt sich leicht mit einem Messer schneiden. Es hat einen niedrigen Schmelz- und Siedepunkt und eine geringere Dichte als Wasser. Kalium hat sehr reaktionsfreudige chemische Eigenschaften, sogar noch mehr als Natrium.
Natrium, auch bekannt unter dem Symbol Na und dem gebräuchlichen Namen Sodium, ist ein metallisches Element der Gruppe 1A der dritten Periode des Periodensystems. Es ist ein Vertreter der Alkalimetallelemente.
Natrium hat eine weiche Textur und weist hochreaktive chemische Eigenschaften auf. Wenn es mit Wasser in Berührung kommt, reagiert es heftig und erzeugt Natriumhydroxid und setzt Wasserstoffgas frei.
Calcium ist ein metallisches Element mit der Ordnungszahl 20 und dem Symbol Ca. Es befindet sich in der Gruppe 2A und der vierten Periode des Periodensystems der Elemente.
Bei Raumtemperatur ist Calcium ein silberweißer Feststoff mit hochreaktiven chemischen Eigenschaften. Aufgrund seiner Reaktivität kommt es in der Natur hauptsächlich als Ionen oder Verbindungen vor.
Strontium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sr, das 1791-1792 vom britischen Chemiker und Arzt Sir Henry Hope bei der Untersuchung eines Erzes entdeckt wurde. Er nannte es Strontia (Strontiumerde) nach seinem Herkunftsort, Strontian.
Strontium ist ein silberweißes Erdalkalimetall mit gelbem Schimmer. Es wird bei der Herstellung von Legierungen, Fotozellen, analytischen chemischen Reagenzien, Feuerwerkskörpern und anderen Anwendungen eingesetzt.
Eines seiner Isotope, Strontium-90, ist radioaktiv und hat eine Halbwertszeit von 28,1 Jahren, was es als Strahlungsquelle nützlich macht.
Barium ist ein Erdalkalimetallelement mit dem chemischen Symbol Ba, das in der Gruppe 2A der sechsten Periode des Periodensystems zu finden ist. Es ist ein weiches, silberweißes Metall mit glänzendem Aussehen und ist das reaktivste Element unter den Erdalkalimetallen.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität kommt Barium in der Natur nicht in reiner Form vor. Stattdessen sind die in der Natur am häufigsten vorkommenden Bariumminerale Baryt (Bariumsulfat) und Witherit (Bariumcarbonat), die beide wasserunlöslich sind.
Obwohl Barium 1774 als neues Element anerkannt wurde, wurde es erst nach der Erfindung der Elektrolyse im Jahr 1808 als Metallelement eingestuft.
Bariumverbindungen werden in Feuerwerkskörpern verwendet, um eine grüne Färbung zu erzeugen, die auf dem Prinzip der Flammenreaktion beruht.
Kupfer ist ein Übergangselement und ein Metall mit dem chemischen Symbol Cu und der Ordnungszahl 29.
In seiner reinen Form ist Kupfer ein weiches, rot-orangefarbenes Metall, das im frischen Zustand metallisch glänzt. Seine elementare Form ist violett-rot.
Kupfer ist sehr dehnbar und hat eine ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es häufig für elektrische und elektronische Bauteile sowie für Kabel verwendet. Es kann auch für Baumaterialien verwendet werden und viele Legierungen bilden, darunter Bronze und Messing, die einen geringen Widerstand und hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen.
Kupfer ist ein langlebiges Metall, das mehrfach recycelt werden kann, ohne seine mechanischen Eigenschaften zu verlieren.
Weiterführende Lektüre: Arten von Messing
Blei ist ein metallisches chemisches Element mit dem Symbol Pb, der Ordnungszahl 82 und dem Atomgewicht 207,2. Es ist das schwerste nicht-radioaktive Element mit einer kubisch-flächenzentrierten Kristallstruktur. Blei ist ein schweres, nicht eisenhaltiges Metall, das korrosionsbeständig ist.
Blei hat mehrere Vorteile, darunter einen niedrigen Schmelzpunkt, hohe Korrosionsbeständigkeit, Undurchlässigkeit für Röntgen- und Gammastrahlen und gute Plastizität. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es häufig zu Blechen und Rohren verarbeitet und in verschiedenen Industriezweigen verwendet, z. B. in der chemischen Industrie, bei der Kabelherstellung, bei der Batterieproduktion und im Strahlenschutz.
Zink ist ein chemisches Element mit dem Symbol Zn und der Ordnungszahl 30. Es gehört zur Gruppe 12 der vierten Periode im Periodensystem der Elemente. Zink ist ein hellgraues Übergangsmetall und das am vierthäufigsten verwendete Metall in der modernen Industrie. Es ist ein wichtiges Metall für die Herstellung von Batterien.
Das metallische Element Stannum wird im Englischen gemeinhin als tin bezeichnet, und sein Elementsymbol ist Sn.
Zinn ist eine anorganische Substanz, die typischerweise als niedrigschmelzendes Metall mit silberweißem Glanz in Erscheinung tritt, in seiner häufigsten Form als Weißzinn.
In Verbindungen kann Zinn eine Wertigkeit von zwei oder vier aufweisen und wird an der Luft bei Raumtemperatur nicht leicht oxidiert.
In der Natur kommt Zinn vor allem in Form von Dioxid (Kassiterit) und verschiedenen Sulfiden, wie Zinnsulfid, vor.
Weiterführende Lektüre: Arten von Zinn
Kobalt, symbolisiert durch Co, ist ein ferromagnetisches Metall mit einer silbrig-weißen Oberfläche und einem leicht rosafarbenen Farbton. Es befindet sich in der achten Gruppe und vierten Periode des Periodensystems, mit einer Ordnungszahl von 27 und einem Atomgewicht von 58,9332.
Kobalt hat eine dicht gepackte hexagonale Kristallstruktur und kann im Allgemeinen eine Wertigkeit von +2 und +3 haben. Es ist ein glänzendes, stahlgraues Metall, das relativ hart und spröde ist, ferromagnetisch und verliert seinen Magnetismus, wenn es auf 1150 ℃ erhitzt wird. Bei Raumtemperatur ist es inert gegenüber Wasser und stabil in feuchter Luft.
Beim Erhitzen auf Temperaturen über 300 ℃ an der Luft wird Kobaltoxid (CoO) oxidiert und in Kobaltoxid (Co3O4) mit strahlend weißer Hitze umgewandelt. Feines Kobaltmetallpulver, das durch Wasserstoffreduktion entsteht, kann an der Luft spontan zu Kobaltoxid verbrennen.
Kobalt ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von hitzebeständigen Legierungen, Hartlegierungen, Korrosionsschutzlegierungen, magnetischen Legierungen und verschiedenen Kobaltsalzen.
Nickel ist ein hartes, duktiles und ferromagnetisches Metall, das einen hohen Glanz und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist. Es ist ein ferrophiles Element und kommt reichlich im Erdkern vor, der hauptsächlich aus Eisen und Nickel besteht. Der Nickelgehalt in den Eisen-Magnesium-Gesteinen der Erdkruste ist höher als in den Aluminosilikatgesteinen. Der Nickelgehalt von Peridotit ist beispielsweise 1000-mal höher als der von Granit, während Gabbro den 80-fachen Nickelgehalt von Granit aufweist.
Antimon ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Sb und der Ordnungszahl 51. Es ist ein silbrig-weißes, glänzendes, hartes und sprödes Metall, das zu Stäben, Blöcken, Pulver und anderen Formen geformt werden kann. Antimon hat eine schuppige Kristallstruktur und verliert mit der Zeit seinen Glanz, wenn es feuchter Luft ausgesetzt wird. Wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt wird, verbrennt es zu weißem Antimonoxid. Antimon ist in Königswasser und konzentrierter Schwefelsäure löslich. Es hat eine relative Dichte von 6,68, einen Schmelzpunkt von 630°C und einen Siedepunkt von 1635°C. Außerdem beträgt sein Atomradius 1,28 Angström und seine Elektronegativität 2,2.
Quecksilber, das mit dem chemischen Symbol Hg bezeichnet wird, ist das 80. Element im Periodensystem und gehört zur Gruppe 12 und zur sechsten Periode.
Das Besondere an Quecksilber ist, dass es das einzige Metall ist, das bei normaler Temperatur und normalem Druck in flüssiger Form vorliegt. Aber auch Gallium (Symbol Ga, Element 31) und Cäsium (Symbol Cs, Element 55) liegen bei Raumtemperatur in flüssiger Form vor (29,76 °C bzw. 28,44 °C).
Quecksilber hat ein glänzendes, silbrig-weißes Aussehen und ist eine dichte Flüssigkeit mit stabilen chemischen Eigenschaften. Es ist sowohl in Säuren als auch in Basen unlöslich.
Bei Raumtemperatur kann Quecksilber verdampfen, und sowohl Quecksilberdampf als auch seine Verbindungen sind hochgiftig und führen zu chronischen Gesundheitsschäden.
Quecksilber wird schon seit langem verwendet und ist auch heute noch weit verbreitet.
Cadmium ist ein schweres, nicht eisenhaltiges metallisches Element mit dem chemischen Symbol Cd und der Ordnungszahl 48. Es ist ein silberweißes Metall, das hervorragende neutronenabsorbierende Eigenschaften besitzt. Kadmiumstäbe sind nützlich, um die Geschwindigkeit der Kettenspaltungsreaktion in Kernreaktoren zu verlangsamen. Außerdem wird es in Zink-Cadmium-Batterien verwendet.
Die Sulfidform des Cadmiums hat eine helle Farbe und wird zur Herstellung des gelben Pigments verwendet, das als Cadmiumgelb bekannt ist.
Bismut ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Bi und der Ordnungszahl 83. Es gehört zur Gruppe VA in der 6. Periode des Periodensystems.
Wismut hat mit seiner silberweißen bis rosafarbenen Farbe ein einzigartiges Aussehen und ist ein sprödes Metall, das leicht zerbrochen werden kann. Es weist relativ stabile chemische Eigenschaften auf.
Bismut kommt in der Natur sowohl in seiner freien metallischen Form als auch in verschiedenen Mineralien vor.
Gold (Symbol: Au, Ordnungszahl: 79) ist ein metallisches Element, das aufgrund seiner historischen Verwendung als Zahlungsmittel, Wertaufbewahrungsmittel und Schmuckstück häufig als Edelmetall bezeichnet wird.
Natürlich vorkommendes Gold kann in Form von Nuggets oder Körnern in Felsen, unterirdischen Adern und Alluvium gefunden werden.
Als eines der monetären Metalle ist Gold bei Raumtemperatur fest und bekannt für seine hohe Dichte, seine Weichheit, seinen Glanz und seine Korrosionsbeständigkeit. Nach Platin ist es das am zweithäufigsten verformbare Metall.
Silber, mit dem chemischen Symbol Ag bezeichnet, ist ein Übergangsmetall, das seit der Antike verwendet wird und als bedeutendes Edelmetall anerkannt ist.
Obwohl Silber in der Natur vorkommt, ist es hauptsächlich in Silbererzen in chemischer Form vorhanden. Es besitzt recht stabile physikalische und chemische Eigenschaften, darunter eine ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit. Dieses weiche und verformbare Metall reflektiert mehr als 99% des Lichts und ist damit sehr reflektierend. Aufgrund seiner zahlreichen wichtigen Anwendungen behält Silber seinen Wert als Edelmetall.
Platin ist ein chemisches Element, das mit dem Symbol Pt bezeichnet wird und zu den Edelmetallen zählt. Es gehört zur Platinreihe der Elemente und wird im Allgemeinen einfach als "Platin" bezeichnet. Mit einer Atommasse von 195,078 und einer Ordnungszahl von 78 ist es ein Übergangsmetall.
Platin hat einen Schmelzpunkt von 1772°C, einen Siedepunkt von 3827°C und eine Dichte von 21,45 g/cm³ bei 20°C. Es ist relativ weich und besitzt eine gute Verformbarkeit, Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit.
Schwammplatin ist ein graues, schwammartiges Material mit einer großen spezifischen Oberfläche und einer hohen Absorptionsfähigkeit für Gase, insbesondere Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenmonoxid. Pulverisiertes Platinschwarz kann eine beträchtliche Menge an Wasserstoff absorbieren.
Ruthenium ist ein seltenes, mehrwertiges Metallelement, das sich durch sein hartes, sprödes und hellgraues Aussehen auszeichnet. Es hat das chemische Symbol Ru und gehört zu den Platingruppenmetallen.
Obwohl es in der Erdkruste vorkommt, ist Ruthenium mit einer Konzentration von nur einem Milliardstel eines der seltensten Metalle. Es ist bekannt für seine stabilen Eigenschaften und seine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Ruthenium ist bei Raumtemperatur korrosionsbeständig gegenüber Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und Königswasser.
Ruthenium ist zwar das billigste der Platingruppenmetalle, aber immer noch seltener als andere Metalle wie Platin und Palladium.
Rhodium ist ein hartes, silbrig-weißes Metall mit dem chemischen Symbol Rh. Es gehört zu den Elementen der Platingruppe und ist für sein hohes Reflexionsvermögen bekannt.
Normalerweise bildet Rhodium-Metall keine Oxide, aber in geschmolzenem Zustand kann es Sauerstoff aufnehmen und beim Erstarren wieder abgeben.
Im Vergleich zu Platin hat Rhodium einen höheren Schmelzpunkt und eine geringere Dichte. Außerdem ist es in den meisten Säuren unlöslich und in Salpetersäure völlig unlöslich. In Königswasser ist es nur schwach löslich.
Palladium ist ein Übergangsmetall, das zur Platingruppe gehört und das chemische Symbol Pd trägt. Es befindet sich in der Gruppe VIII der fünften Periode des Periodensystems.
In seiner reinen Form ist Palladium ein silberweißes Metall, das eine weiche Textur und eine gute Duktilität und Plastizität aufweist. Dadurch lässt es sich leicht schmieden, walzen und in verschiedene Formen ziehen.
Palladium hat die einzigartige Eigenschaft, Wasserstoffgas zu absorbieren, was zu einer erheblichen Volumenvergrößerung führt. Diese Eigenschaft kann jedoch auch dazu führen, dass das Metall spröde wird und sogar in Bruchstücke zerfällt.
Osmium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Os und der Ordnungszahl 76. Es gehört zur Gruppe VIII in der 6. Periode des Periodensystems und hat eine relative Atommasse von 190,23.
Als Mitglied der Platingruppe ist Osmium ein Schwermetall mit der höchsten Dichte aller Elemente.
Iridium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Ir und der Ordnungszahl 77. Sein Atomgewicht beträgt 192,22, und sein Name leitet sich von dem lateinischen Wort für "Regenbogen" ab.
In der Erdkruste ist Iridium selten und kommt in einer Konzentration von nur 1/10 Million vor. Es ist in der Regel in verschiedenen Erzen verstreut und kann zusammen mit anderen Elementen der Platinreihe in Anschwemmungen und sandigen Lagerstätten gefunden werden.
Beryllium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Be und der Ordnungszahl 4, das zur zweiten Hauptgruppe und zweiten Periode des Periodensystems gehört.
Dieses grauweiße Erdalkalimetall gehört zum hexagonalen System und ist für seine Härte und seinen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten bekannt. Es sollte jedoch mit Vorsicht behandelt werden, da Beryllium und seine Verbindungen hochgiftig sind.
Beryllium ist ein amphoteres Metall und kann sich sowohl in Säuren als auch in Basen auflösen. Seine Anwendungen sind vielfältig und reichen von der Verwendung als Werkstoff in Atomreaktoren und in der Luft- und Raumfahrttechnik bis hin zur Einbindung in verschiedene Legierungen und als Bestandteil von Röntgentransmissionsfenstern.
Lithium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Li und einem weichen, silbrig-weißen Aussehen. Es hat die geringste Dichte aller Metalle.
Lithium wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, unter anderem in Atomreaktoren, Leichtmetalllegierungen und Batterien. Im Gegensatz zu anderen Alkalimetallen haben Lithium und seine Verbindungen aufgrund ihrer hohen Ladungsdichte und ihrer stabilen Helium-Doppelelektronenschicht atypische Eigenschaften. Folglich lassen sie sich leicht durch andere Moleküle oder Ionen polarisieren, aber nur schwer selbst polarisieren.
Diese einzigartige Eigenschaft wirkt sich auf die Stabilität von Lithium und seinen Verbindungen aus. Lithium hat von allen bekannten Elementen, einschließlich der radioaktiven, das negativste Elektrodenpotential und ist damit das reaktivste Metall.
Rubidium ist ein leichtes, silbrig-weißes Metall, das mit dem chemischen Symbol Rb bezeichnet wird. Es hat eine weiche und wachsartige Textur und weist aktivere chemische Eigenschaften als Kalium auf.
Es ist bekannt, dass Rubidium bei Lichteinwirkung Elektronen abgibt. Es reagiert heftig mit Wasser, wobei Rubidiumhydroxid und Wasserstoff entstehen. Außerdem reagiert es leicht mit Sauerstoff und bildet komplexe Oxide.
Aufgrund der großen Hitze, die bei der Reaktion mit Wasser entsteht, besteht die Gefahr, dass sich der Wasserstoff sofort entzündet. Als Vorsichtsmaßnahme wird reines Rubidiummetall in der Regel in versiegelten Glasbehältern gelagert, um den Kontakt mit Luft oder Feuchtigkeit zu vermeiden.
Cäsium ist ein Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Cs und der Ordnungszahl 55. Es wird als Element der Gruppe IA in der 6. Periode klassifiziert.
Cäsium in seiner elementaren Form ist ein helles goldgelbes, reaktives Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Es ist sehr empfindlich gegenüber Luft und anfällig für Oxidation.
Wenn Cäsium mit Wasser in Berührung kommt, reagiert es heftig und kann unter Bildung von Wasserstoff explodieren. In der Natur kommt Cäsium nur als Salz vor und ist an Land und im Meer selten zu finden.
Cäsium ist ein wichtiges Material für die Herstellung von Vakuumgeräten und Fotozellen. Das radioaktive Isotop Cs-137 gehörte zu den Schadstoffen, die aus dem Kernkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan austraten.
Cäsium ist das metallischste aller bekannten Elemente, einschließlich der radioaktiven Elemente. Es ist erwähnenswert, dass Lithium das reaktivste Element ist.
Titan ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ti und der Ordnungszahl 22. Es gehört zur Gruppe IVB in der 4. Periode des Periodensystems und ist ein silbrig-weißes Übergangsmetall, das für sein geringes Gewicht, seine hohe Festigkeit, seinen Metallglanz und seine Korrosionsbeständigkeit gegenüber feuchtem Chlor bekannt ist.
Die Einwirkung von trockenem Chlor kann jedoch in Titan eine heftige chemische Reaktion auslösen, selbst bei Temperaturen unter 0 °C. Bei dieser Reaktion entsteht Titantetrachlorid und zersetzt sich zu Titandichlorid, das sich im Extremfall entzünden kann. Daher kann Titan nur stabil bleiben, wenn der Wassergehalt im Chlor höher als 0,5% ist.
Titan gilt als seltenes Metall, da es in der Natur sehr verstreut vorkommt und schwer zu gewinnen ist. Trotzdem ist es relativ reichlich vorhanden und nimmt unter allen Elementen den zehnten Platz ein. Die wichtigsten Titanerze, Ilmenit und Rutil, sind in der Kruste und Lithosphäre weit verbreitet. Außerdem ist Titan in fast allen lebenden Organismen, Gesteinen, Wasser und Böden zu finden.
Zirkonium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Zr und der Ordnungszahl 40. Es ist ein hellgraues Metall mit einem hohen Schmelzpunkt.
An der Luft bildet sich auf der Oberfläche von Zirkonium schnell eine Oxidschicht, die dem Material ein glänzendes, stahlähnliches Aussehen verleiht. Es weist außerdem eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf und ist sowohl in Flusssäure als auch in Königswasser löslich.
Zirkonium kann mit beiden reagieren nicht-metallisch und metallischen Elementen bei hohen Temperaturen unter Bildung fester Lösungen.
Vanadium ist ein metallisches Element mit dem Symbol V. Es ist ein silbergraues Metall, das zur Gruppe 5 im Periodensystem der Elemente gehört. Vanadium hat eine Ordnungszahl von 23 und eine Atommasse von 50,9414. Es hat eine kubisch-raumzentrierte Kristallstruktur und weist die üblichen Wertigkeiten +5, +4, +3 und +2 auf.
Vanadium wird aufgrund seines hohen Schmelzpunkts als Refraktärmetall eingestuft. Außerdem ist es dehnbar, hart und nicht magnetisch. Vanadium ist auch sehr beständig gegen Salzsäure und Schwefelsäure und weist im Vergleich zu den meisten Arten von rostfreiem Stahl eine bessere Korrosionsbeständigkeit gegenüber Gasen, Salzen und Wasser auf.
Niob ist ein Übergangsmetallelement mit dem chemischen Symbol Nb und der Ordnungszahl 41. Es ist ein glänzendes, graues Metall.
In seiner reinen Form ist Niobium sehr dehnbar. Seine Härte nimmt jedoch mit zunehmendem Gehalt an Verunreinigungen zu. Außerdem hat Niob einen sehr geringen Querschnitt für den Einfang thermischer Neutronen, was es für die Kernindustrie sehr wertvoll macht.
Tantal ist ein metallisches Element mit einer Ordnungszahl von 73 und dem chemischen Symbol Ta. In seiner elementaren Form ist es ein stahlgraues Metall, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Tantal zeigt keine Reaktivität gegenüber Salzsäure, konzentrierter Salpetersäure oder Königswasser sowohl unter kalten als auch unter heißen Bedingungen. Es kommt hauptsächlich in Tantalit vor, oft zusammen mit Niob.
Tantal weist eine mäßige Härte und Duktilität auf und kann zu dünnem Draht oder Folie gezogen werden. Es hat einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, ausgezeichnete chemische Eigenschaften und eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Tantal wird bei der Herstellung von Verdampfungsgefäßen und als Elektrode, Gleichrichter und Elektrolytkondensator in Elektronenröhren verwendet. In der Medizin wird es zur Herstellung dünner Platten oder Fäden für die Reparatur von beschädigtem Gewebe verwendet.
Die hohe Korrosionsbeständigkeit von Tantal ist auf die Bildung einer stabilen Schutzschicht aus Tantalpentoxid (Ta2O5) auf seiner Oberfläche zurückzuführen.
Wolfram ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol W und der Ordnungszahl 74. Es gehört zur VIB-Gruppe der sechsten Periode im Periodensystem der Elemente.
In der Natur kommt Wolfram hauptsächlich in Form von sechswertigen Kationen vor, die einen Ionenradius von 0,68 x 10^-10 Metern haben. Aufgrund seines kleinen Ionenradius, seiner hohen Elektronegativität und seiner starken Polarisationsfähigkeit bildet es leicht komplexe Anionen. So kommt Wolfram häufig in Form komplexer Anionen wie [WO4]^2- in Wolframit- oder Scheelitausscheidungen vor.
Wolfram in seiner elementaren Form ist ein glänzendes, silberweißes Metall mit hoher Härte und einem hohen Schmelzpunkt. Es ist bei Raumtemperatur korrosionsbeständig gegenüber Luft und besitzt relativ stabile chemische Eigenschaften. Wolfram hat zahlreiche Anwendungen, darunter die Herstellung von Fäden, Hochgeschwindigkeitsschneidlegierungen, superharten Formen, optischen und chemischen Instrumenten. China verfügt über die größten Wolframreserven der Welt.
Molybdän ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mo und der Ordnungszahl 42. Es gehört zur Gruppe der Übergangsmetalle und ist ein wichtiges Spurenelement für die menschliche Gesundheit, das in verschiedenen Geweben des Körpers wie der Leber und den Nieren vorkommt.
Der menschliche Körper enthält insgesamt etwa 9 mg Molybdän. Dieses silberweiße Metall ist bekannt für seine Zähigkeit und Härte und ist wichtig für das Wachstum und das Wohlbefinden von Pflanzen und Tieren.
Gallium ist ein metallisches Element von graublauer oder silberweißer Farbe mit dem chemischen Symbol Ga und einem Atomgewicht von 69,723.
Trotz seines niedrigen Schmelzpunktes hat Gallium einen hohen Siedepunkt. In seiner reinen, flüssigen Form neigt Gallium zur Unterkühlung und wird an der Luft leicht oxidiert, was zur Bildung einer Oxidschicht führt.
Indium ist ein metallisches Element mit dem Symbol "In" und der Ordnungszahl 49, das zur Gruppe IIIA in der fünften Periode des Periodensystems gehört.
In reinem Zustand erscheint Indium als silbrig-weißes Metall mit einem leicht blauen Farbton. Es ist extrem weich und kann leicht mit dem Fingernagel zerkratzt werden. Darüber hinaus weist Indium eine bemerkenswerte Formbarkeit und Dehnbarkeit auf, so dass es in verschiedene Formen gegossen werden kann.
Indium wird hauptsächlich als Grundstoff für die Herstellung von Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, Lagerlegierungen, Halbleitern und elektrischen Lichtquellen verwendet.
Thallium, mit dem Symbol Tl und der Ordnungszahl 81 bezeichnet, ist ein Element der Gruppe IIIA und gehört zur sechsten Periode des Periodensystems.
Da es ein seltenes Element ist, kommt es in der natürlichen Umwelt nur in geringen Mengen vor. Thallium löst sich langsam in Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure, aber schnell in Salpetersäure.
Zu den wichtigsten Thalliumverbindungen gehören Oxide, Sulfide, Halogenide und Sulfate. Thalliumsalze sind farblose und geschmacklose Kristalle, die sich in Wasser auflösen und Thalliumverbindungen bilden.
Thallium ist in Wasser oder Paraffin relativ stabiler als in Luft.
Germanium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Ge, der Ordnungszahl 32 und dem Atomgewicht 72,64. Es befindet sich in der 4. Periode und Gruppe IVA des Periodensystems der Elemente.
Germanium ist ein glänzendes, hartes, gräulich-weißes Metalloid. Es gehört zur Kohlenstoffgruppe und seine chemischen Eigenschaften ähneln denen von Zinn und Silizium, die ebenfalls zur gleichen Gruppe gehören.
Germanium ist unlöslich in Wasser, Salzsäure und verdünnten Laugen, aber es ist löslich in Königswasser, konzentrierter Salpetersäure oder Schwefelsäure. Es hat amphotere Eigenschaften und ist in geschmolzenem Alkali, Peroxidalkali, Alkalinitrat oder Karbonat löslich. An der Luft ist es relativ stabil.
In der Natur kommen fünf stabile Isotope von Germanium vor: 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge und 76Ge. Wenn Germanium mit Sauerstoff bei über 700 °C reagiert, bildet es GeO2. Wenn es mit Wasserstoff bei über 1000°C reagiert, kann es sich in Chlor oder Brom entzünden.
Germanium ist ein hervorragender Halbleiter und kann zum Nachweis von Hochfrequenzströmen und zur Gleichrichtung von Wechselstrom verwendet werden. Es kann auch als optisches Material im Infrarotbereich, in Präzisionsinstrumenten und als Katalysator verwendet werden. Germaniumverbindungen können zur Herstellung von fluoreszierenden Platten und verschiedenen Gläsern mit hohem Brechungsindex verwendet werden.
Rhenium ist ein chemisches Element, das mit dem Symbol Re bezeichnet wird und die Ordnungszahl 75 hat. Es ist ein dichtes, silbrig-weißes Metall und gehört zur sechsten Periode der Übergangsmetalle im Periodensystem der Elemente.
Rhenium ist ein unglaublich seltenes Element, das in der Erdkruste mit einer geschätzten durchschnittlichen Konzentration von nur einem Milliardstel vorkommt. Es ist auch dafür bekannt, dass es von allen Elementen einen der höchsten Schmelz- und Siedepunkte hat.
Bei der Raffination von Molybdän und Kupfer fällt Rhenium als Nebenprodukt an. Rhenium hat chemische Eigenschaften, die mit denen von Mangan und Technetium vergleichbar sind.
Rheniumverbindungen weisen Oxidationsstufen von -3 bis +7 auf, wobei -3 die niedrigste und +7 die höchste ist.
Lanthan ist ein metallisches Seltenerdelement mit dem chemischen Symbol La, einer Ordnungszahl von 57 und einem Atomgewicht von 138,90547. Der Name des Elements stammt aus dem Griechischen und bedeutet ursprünglich "verborgen liegen".
Lanthan hat einen silbergrauen Glanz und eine weiche Textur mit einer Dichte von 6,162 g/cm3. Sein Schmelzpunkt liegt bei 920 °C und sein Siedepunkt bei 3464 °C bei atmosphärischem Druck. Es weist aktive chemische Eigenschaften auf und verliert an der Luft schnell seinen metallischen Glanz, wobei sich eine blaue Oxidschicht bildet. Dieser Film ist jedoch nicht in der Lage, das Metall zu schützen, was zu einer fortgesetzten Oxidation und der Bildung von weißem Oxidpulver führt.
Lanthan reagiert langsam mit kaltem Wasser, ist in Säure löslich und kann mit verschiedenen Nichtmetallen reagieren. Normalerweise wird das Metall in Mineralöl oder einem Edelgas gelagert.
Die Erdkruste enthält 0,00183% Lanthan und ist damit nach Cer das zweithäufigste Seltenerdelement. Es gibt zwei natürliche Isotope von Lanthan: Lanthan-139 und radioaktives Lanthan-138.
Cer ist ein Element der Seltenen Erden mit einer Ordnungszahl von 58. Es gehört zur IIIB-Lanthanidengruppe in der sechsten Periode des Periodensystems und wird durch das chemische Symbol Ce dargestellt. In seiner elementaren Form erscheint es als silbergraues, reaktives Metall.
Es ist zu beachten, dass Cer in Pulverform zur Selbstentzündung neigt und sich in Säuren und Reduktionsmitteln auflösen kann.
Praseodym ist ein Seltenerdmetall mit einer Ordnungszahl von 59. Sein Name stammt aus der griechischen Sprache und bedeutet "grün". Praseodym hat eine hexagonale Kristallstruktur.
Im Vergleich zu Lanthan, Cer, Neodym und Europium weist Praseodym eine höhere Korrosionsbeständigkeit an der Luft auf. Wenn es jedoch der Luft ausgesetzt wird, bildet es dennoch eine Schicht aus zerbrechlichem grünem Oxid. Reines Praseodym sollte in Mineralöl oder einem versiegelten Kunststoffbehälter gelagert werden.
Praseodym wird beim katalytischen Cracken von Erdöl verwendet. Die Anreicherung eines Y-Zeolith-Molekularsiebs mit Praseodym und Neodym kann die Aktivität, Selektivität und Stabilität eines Erdölkrackkatalysators verbessern.
Ähnlich wie andere Seltene Erden hat Praseodym eine geringe Toxizität und ist für biologische Prozesse nicht wesentlich.
Neodym, mit dem Symbol Nd und der Ordnungszahl 60, gehört zur Reihe der Lanthanoide. Es ist ein silberweißes Metall und eines der reaktivsten Seltenerdmetalle.
Neodym hat eine Dichte von 7,004 g/cm³ und einen Schmelzpunkt von 1024°C. Es ist außerdem paramagnetisch und verdunkelt sich schnell an der Luft, wobei sich Oxide bilden. Mit kaltem Wasser reagiert es langsam, mit heißem Wasser schnell.
Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat und Neodym-Glas können Rubin als Lasermaterial ersetzen, während Neodym- und Praseodym-Glas als Schutzbrillen dienen können.
Neodym ist ein entscheidendes Element in der Seltenerdindustrie und spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Marktes für Seltene Erden.
Samarium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Sm und einer Ordnungszahl von 62. Es hat eine silberweiße Farbe, eine mittlere Härte und neigt zur Oxidation, wenn es der Luft ausgesetzt wird.
Als Vertreter der Lanthanidenreihe liegt Samarium in der Regel in der Oxidationsstufe +3 vor. Zu den am weitesten verbreiteten Samariumverbindungen gehören SmO, SmS, SmI2 und SmTe.
Samarium hat bekanntermaßen keine signifikanten biologischen Auswirkungen und weist nur eine geringe Toxizität auf.
Europium ist ein metallisches Element mit einer silbrig-weißen Farbe, das zu einem fast weißen Oxid oxidiert werden kann. Es hat einen Schmelzpunkt von 822 °C, einen Siedepunkt von 1597 °C und eine Dichte von 5,2434 g/cm³.
Unter den Seltenen Erden ist Europium das weichste und flüchtigste, aber auch das reaktivste Metall. Wenn es bei Raumtemperatur der Luft ausgesetzt wird, verliert es seinen metallischen Glanz und oxidiert schnell zu einem Pulver.
Europium reagiert heftig mit kaltem Wasser und erzeugt dabei Wasserstoff. Außerdem kann es mit Bor, Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor, Wasserstoff und Stickstoff reagieren.
Europium hat viele praktische Anwendungen. Es findet breite Verwendung bei der Herstellung von Materialien für die Reaktorkontrolle und den Neutronenschutz sowie in der Atomindustrie als Leuchtstoff für Farbfernseher und bei der Herstellung von Europium (Eu)-Lasermaterialien.
Europium ist mit einem Gehalt von nur 1,1 ppm eines der seltensten Seltenerdelemente der Erde. Es ist ein weiches, glänzendes, stahlgraues Metall mit hoher Duktilität und Formbarkeit, wodurch es sich leicht zu verschiedenen Formen verarbeiten lässt. Es ähnelt in Aussehen und Haptik dem Blei, ist aber etwas schwerer.
Gadolinium ist ein metallisches Element mit dem Symbol Gd, einer Ordnungszahl von 64 und einem Atomgewicht von 157,25. Es hat ein silbrig-weißes Aussehen und ist in der Natur dehnbar. Das Element ist nach dem finnischen Wissenschaftler Gadolin benannt, der bedeutende Beiträge zur Erforschung der Lanthanoide leistete.
Gadolinium wurde erstmals 1880 in Malaya in der Schweiz isoliert, und seine reine Form wurde 1886 von dem französischen Chemiker Bouvabodrand hergestellt und benannt. Gadolinium kommt vor allem in Mineralien wie Monazit und Bastnäsit vor, und sein Vorkommen in der Erdkruste beträgt nur 0,000636%.
Gadolinium wird unter anderem in der Medizin, der Industrie und der Kerntechnik eingesetzt.
Terbium gehört zu den Lanthaniden und wird durch das chemische Symbol Tb mit der Ordnungszahl 65 dargestellt. Es befindet sich in der Gruppe III der sechsten Periode des Periodensystems und hat in seiner elementaren Form ein silberweißes metallisches Aussehen.
Als Metall der Seltenen Erden ist Terbium giftig und hat nur ein stabiles Isotop, das in der Natur vorkommt, neben 20 weiteren Radioisotopen. Es besitzt eine hexagonale Kristallstruktur und löst sich in verdünnter Säure, reagiert aber nur langsam mit Wasser.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität muss Terbium in einem mit Inertgas gefüllten Behälter oder in einem Vakuumbehälter gelagert werden.
Dysprosium ist ein weiches, silbrig-weißes Metall, das mit dem chemischen Symbol Dy bezeichnet wird. Es hat einen Schmelzpunkt von 1412 °C, einen Siedepunkt von 2562 °C und eine Dichte von 8,55 g/cm³. Es ist sogar in der Lage, in der Nähe des absoluten Nullpunkts Supraleitfähigkeit zu zeigen.
Obwohl Dysprosium an der Luft relativ stabil ist, kann es bei hohen Temperaturen leicht durch Luft und Wasser oxidiert werden, was zur Bildung von Dysprosiumoxid führt.
Dysprosium findet in verschiedenen Bereichen breite Anwendung, u. a. bei der Herstellung neuer Lichtquellen wie Dysprosiumlampen, als Kontrollmaterial in Reaktoren und als Katalysator in der Ölraffinerie in Form von Dysprosiumverbindungen.
Holmium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Ho, der Ordnungszahl 67 und der Atommasse 164,93. Es wurde nach dem Geburtsort seines Entdeckers, Stockholm, benannt, der es 1878 erstmals aus dem Spektrum der Erbiumerde identifizierte. Im folgenden Jahr trennte Clive aus Schweden Holmium mit chemischen Methoden von Erbiumerde.
Die Konzentration von Holmium in der Erdkruste beträgt 0,000115%, und es kommt in Monazit und Seltenerdenerzen zusammen mit anderen Seltenerdelementen vor. Holmium-165 ist das einzige stabile Isotop von Holmium. Es ist ein silberweißes Metall, das weich und dehnbar ist, einen Schmelzpunkt von 1474°C, einen Siedepunkt von 2695°C und eine Dichte von 8,7947 g/cm³ hat.
Obwohl Holmium in trockener Luft stabil ist, oxidiert es bei hohen Temperaturen schnell. Holmiumoxid ist der paramagnetischste bekannte Stoff, und Holmiumverbindungen können als Zusatzstoffe für neue ferromagnetische Materialien verwendet werden. Holmiumjodid wird zur Herstellung von Metallhalogenidlampen, wie z. B. Holmiumlampen, verwendet, und Holmiumlaser sind im medizinischen Bereich weit verbreitet.
Erbium ist ein Element im Periodensystem mit dem Symbol Er und der Ordnungszahl 68. Es gehört zu den Lanthaniden und befindet sich in der Gruppe III B der 6. Periode, mit einem Atomgewicht von 167,26. Der Name des Elements geht auf den Ort seiner Entdeckung, die Yttriumerde, zurück.
Erbiumoxid wurde erstmals 1843 von dem schwedischen Wissenschaftler Mossander in der Yttriumerde entdeckt und 1860 offiziell benannt. Der Erbiumgehalt in der Erdkruste beträgt 0,000247%, und es ist in vielen Seltenerdmineralien enthalten. Es gibt sechs natürliche Isotope von Erbium, nämlich 162, 164, 166, 167, 168 und 170.
Thulium ist ein weiches, silbrig-weißes Metall mit dem chemischen Symbol TM. Es ist verformbar und lässt sich leicht mit einem Messer schneiden. Thulium hat einen Schmelzpunkt von 1545°C, einen Siedepunkt von 1947°C und eine Dichte von 9,3208.
An der Luft ist es relativ stabil, und seine Oxidform erscheint als hellgrüner Kristall. Thulium hat eine Ordnungszahl von 69 und ein Atomgewicht von 168,93421. Der Name des Elements leitet sich von dem Land ab, in dem es entdeckt wurde.
Thulium ist das am wenigsten häufig vorkommende Element der Seltenen Erden mit einer Konzentration von nur 2 Teilen pro 100.000 in der Erdkruste. Man findet es vor allem in Yttrium-Phosphor-Erzen und in den Minen für schwarze Seltene Erden. Das einzige stabile natürliche Isotop von Thulium ist 169.
Thulium wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, u. a. als Lichtquelle für die Stromerzeugung mit hoher Intensität, für Laser und Hochtemperatursupraleiter.
Ytterbium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Yb, der Ordnungszahl 70 und einem Atomgewicht von 173,04. Sein Name leitet sich von dem Ort ab, an dem es entdeckt wurde.
Die Konzentration von Ytterbium in der Erdkruste beträgt 0,000266%. Es kommt hauptsächlich in Yttrium-Phosphor-Erzen und in Minen für schwarze Seltene Erden vor. Es gibt sieben natürliche Isotope von Ytterbium.
Lutetium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Lu. Es ist ein silberweißes Metall, das mit einem Schmelzpunkt von 1663 °C, einem Siedepunkt von 3395 °C und einer Dichte von 9,8404 das härteste und dichteste aller Seltenerdelemente ist. Lutetium ist an der Luft relativ stabil, und seine Oxidform ist ein farbloser Kristall, der sich in Säure auflöst und ein entsprechendes farbloses Salz bildet.
Obwohl Lutetium nur in begrenztem Umfang in der Natur vorkommt, wird es auf verschiedene Weise verwendet, vor allem zu Forschungszwecken. Es ist in verdünnten Säuren löslich und reagiert langsam mit Wasser. Seine Salze sind farblos und seine Oxide sind weiß. Die beiden natürlich vorkommenden Isotope von Lutetium sind 175Lu mit einer Halbwertszeit von 2,1 x 1010 Jahre, und 176Lu.
Aufgrund seiner begrenzten natürlichen Vorkommen ist Lutetium ein teures Element.
Scandium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sc und der Ordnungszahl 21. Es ist ein weiches, silbrig-weißes Übergangsmetall, das manchmal mit Gadolinium und Erbium legiert wird.
Scandium wird nur in sehr begrenztem Umfang hergestellt, und seine Konzentration in der Erdkruste beträgt etwa 0,0005%. Scandium wird in der Regel zur Herstellung von Spezialgläsern und leichten, hitzebeständigen Legierungen verwendet.
Yttrium ist ein grauschwarzes Metall mit dem chemischen Symbol Y. Es gilt als das erste entdeckte Seltenerdmetallelement und ist für seine Duktilität bekannt. Yttrium reagiert leicht mit heißem Wasser und kann in verdünnten Säuren aufgelöst werden. Außerdem wird es für die Herstellung von Spezialgläsern und Legierungen verwendet.
Thorium ist ein radioaktives metallisches Element, das mit dem chemischen Symbol Th bezeichnet wird. Sein Potenzial als Kernbrennstoff liegt in seiner Fähigkeit, sich unter Neutronenbeschuss in Uran-233 zu verwandeln. Thorium hat eine weiche Textur und einen grauen Glanz und zeichnet sich durch seine aktiven chemischen Eigenschaften aus. Es ist in der gesamten Erdkruste weit verbreitet und gilt als vielversprechender Energieträger für seine möglichen Anwendungen im Bereich der Kernenergie.
Hafnium ist ein metallisches Element mit dem chemischen Symbol Hf, der Ordnungszahl 72 und dem Atomgewicht 178,49. In seiner reinen Form erscheint es als glänzendes, silbergraues Übergangsmetall. Es gibt sechs stabile Isotope von Hafnium in der Natur: Hafnium-174, Hafnium-176, Hafnium-177, Hafnium-178, Hafnium-179 und Hafnium-180.
Hafnium ist relativ unreaktiv und reagiert nicht mit verdünnter Salzsäure, verdünnter Schwefelsäure oder starken Alkalilösungen. Allerdings ist es in Flusssäure und Königswasser löslich. Die Konzentration von Hafnium in der Erdkruste ist mit nur 0,00045% relativ gering. In der Natur kommt es häufig in Verbindung mit Zirkonium vor.
Silizium, auch unter seinem früheren Namen Silicium bekannt, ist ein chemisches Element, das mit dem Symbol Si bezeichnet wird. Mit einer Ordnungszahl von 14 und einer relativen Atommasse von 28,0855 existiert es in zwei Formen: amorphes und kristallines Silizium.
Im Periodensystem befindet sich Silizium in der dritten Periode und wird als metallisches Element in der Gruppe IVA eingestuft. Es ist ein sehr häufig vorkommendes Element und steht an achter Stelle im Universum.
Trotz seines großen Vorkommens ist reines Silizium in der Natur selten. Man findet es häufig in komplexen Silikaten oder in Kieselsäure, die in Gestein, Kies und Staub vorkommt.
Silizium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste und macht 26,4% der Gesamtmasse aus. Sauerstoff ist das am häufigsten vorkommende Element und macht 49,4% der Erdkruste aus.
Selen ist ein nicht-metallisch Element mit dem chemischen Symbol Se. Es befindet sich in der Gruppe VIa der vierten Periode des Periodensystems der Elemente (Element 34). Selen hat zahlreiche Verwendungszwecke, unter anderem als lichtempfindliches Material, als Katalysator in der elektrolytischen Manganindustrie, als essentieller Nährstoff für Tiere und als nützlicher Nährstoff für Pflanzen.
In der Natur kommt Selen in zwei Formen vor: anorganisches Selen und pflanzenaktives Selen. Anorganisches Selen besteht aus Natriumselenit und Natriumselenat, die aus Nebenprodukten von Metallablagerungen gewonnen werden.
Pflanzenaktives Selen hingegen entsteht durch die Kombination von Selen und Aminosäuren durch Biotransformation. Es liegt häufig in Form von Selenomethionin vor.
Selen ist ein nichtmetallisches Element, das mit dem chemischen Symbol Se bezeichnet wird. Es gehört zur Gruppe VIa des Periodensystems der Elemente und befindet sich als Element 34 in der vierten Periode. Selen ist vielseitig einsetzbar, unter anderem als lichtempfindliches Material, als Katalysator in der elektrolytischen Manganindustrie, als lebenswichtiger Nährstoff für Tiere und als nützlicher Nährstoff für Pflanzen.
In der Natur kommt Selen in zwei Formen vor: anorganisches Selen und pflanzenaktives Selen. Anorganisches Selen wird als Nebenprodukt aus Metallvorkommen gewonnen und umfasst Natriumselenit und Natriumselenat.
Pflanzenaktives Selen hingegen wird durch Biotransformation hergestellt, indem Selen mit Aminosäuren kombiniert wird. Es liegt in der Regel in Form von Selenomethionin vor.
Arsen, auch bekannt als As, ist ein nichtmetallisches Element, das in der Gruppe VA der vierten Periode des Periodensystems der Elemente zu finden ist. Es hat eine Ordnungszahl von 33 und existiert in drei verschiedenen allotropen Formen: graues, schwarzes und gelbes Arsen.
Dieses Element ist in der Natur weit verbreitet, und es wurden zahlreiche arsenhaltige Mineralien entdeckt. Arsen und seine Verbindungen werden für verschiedene Zwecke verwendet, unter anderem in Pestiziden, Herbiziden, Insektiziden und Legierungen. Seine Verbindung Arsentrioxid ist jedoch hochgiftig.
Bor, dargestellt durch das Symbol B, ist ein chemisches Element, das in der Erdkruste in einer Konzentration von nur 0,001% vorkommt. Es kommt in der Regel in Form von schwarzen oder silbergrauen Festkörpern mit schwarzer Kristallstruktur vor und hat eine Härte, die nur von Diamanten übertroffen wird, ist aber spröde in der Textur.
Was Bor von anderen Elementen unterscheidet, ist seine ungewöhnlich hohe Koordinationszahl in seinem Hydrid, die auf seinen Elektronenmangel zurückzuführen ist. Infolgedessen weist es die komplexesten Elementhydride auf.
Radium, symbolisiert als Ra, ist ein hochradioaktives Element, das zur 7. Periode, Gruppe IIA, gehört und eine Ordnungszahl von 88 im Periodensystem der Elemente hat.
Obwohl reines Radiummetall fast farblos ist, reagiert es mit Stickstoff in der Luft und bildet schwarzes Radiumnitrid (Ra3N2).
Alle Isotope des Radiums weisen eine starke Radioaktivität auf, wobei Radium-226 das stabilste Isotop ist. Es hat eine Halbwertszeit von etwa 1600 Jahren und zerfällt in Radon-222.
Beim Zerfall von Radium entsteht ionisierende Strahlung, die fluoreszierende Stoffe zum Leuchten bringt.
Madame Curie wird die Entdeckung des Radiums zugeschrieben, das einen wichtigen Beitrag zur Wissenschaft geleistet hat.
Francium ist ein radioaktives Element, das mit dem chemischen Symbol Fr bezeichnet wird und die Ordnungszahl 87 hat. Es entsteht durch den Alphazerfall von Actinium-227 und kommt in geringen Mengen in der Natur vor.
Alle 21 derzeit bekannten Isotope von Francium sind radioaktiv und haben eine sehr kurze Halbwertszeit. Unter ihnen hat Francium-223 mit 21 Minuten die längste Halbwertszeit und sendet Betateilchen aus. Die anderen drei Isotope mit relativ langen Halbwertszeiten sind Francium-212, Francium-222 und Francium-221 mit Halbwertszeiten von 19,3, 14,8 bzw. 4,8 Minuten.
Polonium ist eines der seltensten Elemente, die der Menschheit bekannt sind, mit dem chemischen Symbol Po und einer Ordnungszahl von 84. Seine Konzentration in der Erdkruste beträgt etwa ein Hundertbillionstel und es wird hauptsächlich durch künstliche Synthese gewonnen.
Das silbrig-weiße Metall Polonium leuchtet in der Dunkelheit. Es wurde 1898 von den berühmten Wissenschaftlern Madame Curie und ihrem Mann Pierre Curie entdeckt und nach Madame Curies Heimatland Polen benannt.
Polonium ist auch als eine der giftigsten Substanzen der Welt bekannt.
Uran ist ein Element mit einer Ordnungszahl von 92 und dem Symbol U. Es ist das schwerste natürlich vorkommende Element.
In der Natur kommen drei Uranisotope vor, die alle radioaktiv sind und sehr lange Halbwertszeiten haben, die von Hunderttausenden von Jahren bis zu 4,5 Milliarden Jahren reichen.
Plutonium ist ein radioaktives Element mit der Ordnungszahl 94 und dem Symbol Pu. Es ist ein wichtiger Rohstoff für die Atomenergiewirtschaft und wird unter anderem als Kernbrennstoff und als Spaltstoff für Kernwaffen verwendet. Der Kern der Atombombe, die auf Nagasaki abgeworfen wurde, bestand aus Plutonium. Plutonium wurde erstmals im Dezember 1940 im United States National Laboratory synthetisiert.
Eisenhaltige Metalle sind Metalle, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, während Nichteisenmetalle Metalle sind, die kein Eisen als Hauptbestandteil enthalten. Dieser Unterschied in der Zusammensetzung verleiht diesen beiden Arten von Metallen unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale.
Das am häufigsten verwendete Metall der Welt ist Eisen. Aufgrund seiner Festigkeit, Haltbarkeit und niedrigen Kosten wird Eisen in großem Umfang im Bauwesen, im Transportwesen und in der Fertigung eingesetzt. Andere häufig verwendete Metalle sind Aluminium, Kupfer und Stahl.
Die stärkstes Metall bekannt ist derzeit WolframAuch bekannt als Wolfram, mit einer Zugfestigkeit von bis zu 1.510 Megapascal (MPa). Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, weshalb es in einer Vielzahl von Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Elektronik, sehr geschätzt wird. Es gibt jedoch auch andere Materialien mit höherer Zugfestigkeit als Wolfram, wie Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen, die jedoch keine Metalle sind.
Das teuerste Metall der Welt ist derzeit Rhodium. Im März 2023 wird Rhodium mit rund $20.000 pro Feinunze gehandelt und ist damit mehr als zehnmal so teuer wie Gold. Rhodium ist ein seltenes, silbrig-weißes Metall, das vor allem in Katalysatoren in Autos und anderen industriellen Anwendungen sowie in Schmuck und anderen dekorativen Gegenständen verwendet wird. Andere teure Metalle sind Platin, Gold und Palladium.
Zu den magnetischen Metallen gehören Eisen, Nickel, Kobalt, Stahl, rostfreier Stahl und Seltenerdmetalle. Einige dieser Materialien sind permanent magnetisch, während andere, wie z. B. rostfreier Stahl, nur dann magnetisch sind, wenn sie eine bestimmte chemische Zusammensetzung aufweisen.
Eisen
Eisen ist das stärkste ferromagnetische Metall und ist für das Magnetfeld der Erde verantwortlich. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Erdkerns.
Nickel
Nickel ist auch ein gängiges magnetisches Metall mit ferromagnetischen Eigenschaften. Nickel wurde schon immer zur Herstellung von Münzen verwendet.
Kobalt
Kobalt ist ein ferromagnetisches Metall, das im letzten Jahrhundert aufgrund seiner außergewöhnlichen magnetischen Eigenschaften häufig verwendet wurde. Es eignet sich sowohl für die Herstellung von Weich- als auch von Hartmagneten.
Stahl
Stahl ist aufgrund seines Eisengehalts ferromagnetisch und wird daher häufig von Magneten angezogen. Außerdem ist Stahl in der Lage, Dauermagnete zu erzeugen.
Rostfreier Stahl
Rostfreier Stahl ist ein legierter Stahl durch Zugabe von Chrom hergestellt. Einige Arten von nichtrostendem Stahl weisen magnetische Eigenschaften auf, andere nicht. Die magnetischen Eigenschaften von ferritischen und martensitischen nichtrostenden Stählen werden durch ihre Zusammensetzung und Molekularstruktur beeinflusst.
Der Nickelgehalt ist der wichtigste Faktor, der für die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Arten von nichtrostendem Stahl verantwortlich ist.
Seltene Erdmetalle
Rostfreier Stahl ist eine Stahllegierung, die durch Hinzufügen von Chrom zum Grundmetall entsteht. Allerdings sind nicht alle Arten von nichtrostendem Stahl magnetisch, und die magnetischen Eigenschaften von ferritischem und martensitischer rostfreier Stahl sind das Ergebnis ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer Molekularstruktur.
Die Menge an Nickel, die in nichtrostendem Stahl enthalten ist, ist der wichtigste Faktor, der die magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Arten von nichtrostendem Stahl beeinflusst.
Nur eine begrenzte Anzahl von Metallen im Periodensystem weist magnetische Eigenschaften auf. Im Gegensatz dazu ist die Mehrzahl der häufig verwendeten Metalle wie Aluminium, Gold, Silber und Kupfer nicht magnetisch.
Aluminium
Die Kristallstruktur von Aluminium ähnelt der von Lithium und Magnesium, weshalb es nicht magnetisch ist. Alle drei Materialien werden als paramagnetische Metalle eingestuft.
Galt
Ähnlich wie andere Metalle ist Gold diamagnetisch, was bedeutet, dass es eine leichte magnetische Anziehung auf starke Magnete ausübt. Diese Eigenschaft ist allen diamagnetischen Metallen gemeinsam, auch Gold.
Silver
Silber ist ein weiteres nichtmagnetisches Metall. Der Diamagnetismus von Silber macht es nicht magnetisch.
C.
Kupfer ist nicht von Natur aus magnetisch, aber es kann auf verschiedene Weise mit Magneten interagieren, unter anderem durch die Erzeugung von Wirbelströmen. Kraftwerke nutzen diese Eigenschaft von Kupfer, um Strom zu erzeugen.
Zu den Schwermetallen gehören Quecksilber, Blei, Cadmium, Gold, Silber, Kupfer und Eisen.
Schwermetalle sind Metalle, die eine Dichte von mehr als 4,5 g/cm3 haben. Sie sind sehr resistent gegen biologischen Abbau und können sich in der Nahrungskette anreichern, was zu einer hundertfachen Anreicherung in der Umwelt führt.
Wenn Schwermetalle über die Nahrung in den menschlichen Körper gelangen, können sie die normalen physiologischen Funktionen stören und eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen. Diese Arten von Schwermetallen werden als toxische Schwermetalle bezeichnet.
In Bezug auf die Umweltverschmutzung beziehen sich Schwermetalle hauptsächlich auf schwere Elemente mit erheblicher biologischer Toxizität wie Quecksilber, Kadmium, Blei, Chrom und metallisches Arsen.
Schwermetalle können mit Proteinen und Enzymen im menschlichen Körper stark interagieren und sie dadurch inaktiv machen. Außerdem können sie sich in bestimmten Organen anreichern, was zu chronischen Vergiftungen führt.
Das wertvollste Metall der Welt ist Plutonium, das $113400 US-Dollar pro Unze kostet..
Plutonium ist ein radioaktives Metall, das zur Herstellung von Brennstoffpellets für Kernkraftwerke und als Bestandteil von Kernwaffen verwendet wird.
Warum ist Plutonium so teuer?
Plutonium ist ein seltenes Element, das in der Natur normalerweise in geringen Mengen im Uranerz vorkommt. Der größte Teil des Plutoniums wird jedoch als Nebenprodukt der Kernkraftindustrie durch die Bestrahlung von Uran in Reaktoren erzeugt. Man schätzt, dass durch diesen Prozess jährlich etwa 20 Tonnen Plutonium erzeugt werden.
Aufgrund seiner begrenzten Verwendungsmöglichkeiten, zu denen Kernenergie, Waffen und wissenschaftliche Forschung gehören, und der potenziellen Gefahren, die es bei unsachgemäßem Umgang für den Menschen darstellt, unterliegt Plutonium strengen Vorschriften und ist schwer zu beschaffen. Außerdem kann seine Beschaffung recht kostspielig sein.
Aluminium ist das Metallelement mit der höchsten Konzentration in der Erdkruste, es macht 7,73% der Gesamtmenge aus. Kalzium ist das Metallelement mit der höchsten Konzentration im menschlichen Körper und macht 1,5% seiner Zusammensetzung aus. Eisen ist derzeit das Metall mit der weltweit höchsten Jahresproduktion.
Wasserstoff ist das Metall mit der geringsten Dichte und wurde zum leichtesten Metall, nachdem Wissenschaftler der Universität Edinburgh im Januar 2016 zum ersten Mal metallischen Wasserstoff hergestellt hatten. Osmium hat die höchste Dichte aller Metalle mit einer Dichte von 22,48 × 10³ kg/m³.
Chrom ist das härteste Metall mit einem Mohs-Härte von etwa 9, während Cäsium das weichste Metall mit einer Mohshärte von etwa 0,5 ist. Silber ist das am besten leitende Metall.
Titan gilt als das wichtigste Metall für die Herstellung von Hochgeschwindigkeitsflugzeugen und wird von Wissenschaftlern als "das Metall des 21. Jahrhunderts" oder "der Stahl der Zukunft" bezeichnet. Uran ist das größte radioaktive Element, das im Meerwasser vorkommt. Die Gesamtreserven der terrestrischen Uranminen werden auf 2 Millionen Tonnen und die Gesamtmenge des Urans im Meer auf 4 Millionen Tonnen geschätzt.
Zinn hat mit 10 stabilen Isotopen die meisten Isotope, während Natrium nur ein stabiles Isotop hat, Na-23.
Gold ist das formbarste Metall und kann zu Blechen mit einer Dicke von 1/10000 mm verarbeitet werden. Platin ist das dehnbarste Metall, das zu Drähten mit einem Durchmesser von 1/5000 mm gezogen werden kann.
Wolfram hat mit einer Schmelztemperatur von 3410℃ den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle, während Quecksilber mit einem Schmelzpunkt von -38,8℃ den niedrigsten Schmelzpunkt hat. Gallium weist den größten Unterschied zwischen seinem Schmelzpunkt (30℃) und seinem Siedepunkt (2403℃) auf. Francium hat die geringste Konzentration in der Erdkruste mit einem Gehalt von nur 37 pro Tonne × 10-13g, also etwa 1 × 10-21%.
Cäsium ist das Metall, das am stärksten auf Licht reagiert und den größten Strom erzeugt. Wenn seine Oberfläche beleuchtet wird, können Elektronen Energie gewinnen und aus der Oberfläche austreten, was zu einem photoelektrischen Strom führt. Cäsium hat auch die besten metallischen Eigenschaften aller Metalle.
Kalifornium ist mit einem Preis von $10 Millionen US-Dollar pro Gramm das teuerste Metall der Welt und damit über 500.000 Mal teurer als Gold. Eisen ist das billigste Metall.
Niob ist das praktischste supraleitende Element, das bei einer Abkühlung auf -263,9℃ nahezu widerstandslos supraleitend wird. Palladium hat die größte Fähigkeit, Gas zu absorbieren. Ein Volumen kolloidales Palladium kann bis zu 1.200 Volumen Wasserstoff aufnehmen.
Ob ein Metall giftig ist, lässt sich nicht immer durch bloßes Anschauen oder Anfassen feststellen. Einige Metalle können in bestimmten Formen oder in bestimmten Konzentrationen giftig sein, während andere möglicherweise überhaupt nicht giftig sind.
Die Toxizität eines Metalls hängt von Faktoren wie der Form des Metalls (z. B. fest, flüssig, gasförmig), der Konzentration oder Dosis der Exposition und dem Expositionsweg (z. B. Einatmen, Verschlucken, Hautkontakt) ab.
Um die Toxizität eines Metalls zu bestimmen, ist es wichtig, zuverlässige Quellen wie das Sicherheitsdatenblatt (MSDS) oder andere Sicherheitsrichtlinien zu konsultieren. Diese Quellen enthalten Informationen über die mit dem Metall verbundenen Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen sowie Richtlinien für die sichere Handhabung, Lagerung und Entsorgung.
Außerdem ist es wichtig, beim Umgang mit Metall die richtigen Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen, z. B. das Tragen von Schutzausrüstung wie Handschuhen, Schutzbrillen und Atemschutzmasken, und den direkten Kontakt mit dem Metall nach Möglichkeit zu vermeiden.
Von den 118 bekannten Elementen im Periodensystem gelten etwa 90 als Metalle. Die genaue Zahl hängt davon ab, wie man einige Randelemente (mit sowohl metallischen als auch nichtmetallischen Eigenschaften) klassifiziert.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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