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F: Hallo, mich beschäftigt zuzeit eine Frage und zwar was ich unter dem Wesen der chemischen Bindung von Metallen verstehen soll. Wir haben das gerade im Zusammenhang mit dem Elektronengas- und Energiebändermodell.

A: Metallatome sind im Metallkristallgitter von vielen (je nach Gittertyp um die 10) anderen Metallatomen umgeben, zu denen sie Bindungen aufbauen möchten. Das geht nicht aufgrund der begrenzten Anzahl von Valenzelektronen. Deshalb geben die Metallatome im Metallkristall (abweichend von ihrer Wertigkeit in Verbindungen) durchschnittlich ein bis zwei Elektronen pro Atom ab, woraus sich ein die positiven Metallatom-Rümpfe umspülendes Elektronengas bildet. Das hält das Gitter zusammen. Legt man eine elektrische Spannung an, so verschieben sich die Elektronen in Richtung auf den Pluspol.
Voraussetzung für diese elektrische Leitung ist, dass sich die Valenzbänder der Atome und die Leitungsbänder des Kristalls überlappen. Tun sie das nicht und gibt es eine große Energielücke, die auch durch Erhitzen nicht übersprungen werden kann, so liegt ein Isolator vor.
Bei geringem Abstand der beiden Bänder, der thermisch überbrückt werden kann, haben wir Halbleiter (Silicium oder Germanium). Durch Zugabe von Donatoren (Arsen) und Akzeptoren (Gallium) können n- oder p-Leiter hergestellt werden.
Zur metallischen Bindung siehe auch unsere Webseitengruppe "Kristallchemie".

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F: Folgende Situation ich sitze in einem Raum / Zimmer egal wo, bei einer konstanten Raumtemperatur von ca. 21 °C. Warum fühlen sich die diversen Gegenstände in diesen Räumen obwohl sie der gleichen RT ausgesetzt sind, unterschiedlich kalt an? Die Tischplatte fühlt sich kälter als das Stoffsoffa an u.s.w...
Könnten Sie mir eine verständliche Erläuterung zu diesem Phänomen geben? Liegt das an der Temperaturleitfähigkeit der verschiedenen Materialgefüge?
Haben die Materalien wirklich verschiedene Temperaturen?
Es wäre schön wenn Sie mir auf die Sprünge helfen könnten.

A: Die Gegenstände haben, wenn sie sich länger im Raum befinden, alle die gleiche Temperatur von 21 °C.
Ob sich etwas kalt oder warm anfühlt, ist ausschließlich eine Frage der Wärmeleitfähigkeit der Materialien. Metalle zum Beispiel fühlen sich kalt an, weil sie Wärme exzellent leiten, also auch aus der 36 °C heißen Haut ableiten. Die kühlt dann rasch an der Berührungsstelle auf die Temperatur des Metall-Werkstücks aus. Dessen 21 °C werden bei einer normalen Körpertemperatur folglich als sehr kühl empfunden.
Holz leitet die Wärme nicht. Deshalb wird bei Berührung das Holz trotz seiner "nur" 21 °C als nicht kühl empfunden. Gleiches gilt für die Bezugsstoffe des Sofas oder für den Teppich.

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F: Hier spricht eine verzweifelte Schülerin die eine Facharbeit über Rostumwandler schreiben muss und einfach keine Informationen findet. Können Sie mir da vielleicht helfen? Das Einzige was ich bisher erfahren habe, dass die meisten Rostumwandler mit Phosphorsäure funktionieren. Da hört es aber auch schon auf.

A: Rostumwandler zersetzen den abblätternden Rost (FeOOH) und wandeln die dabei entstehenden Eisen(III)-Verbindungen in haltbarere, d. h. vor allem nicht blätternde Überzüge um. Rostumwandler enthalten heute fast alle Phosphorsäure bzw. Phosphate. Früher nahm man Schwermetall-Oxide wie die von Blei (Mennige) und Cadmium sowie Chromat. Mit denen bilden sich stabile Eisenoxide.
Außerdem enthalten die Rostumwandler im allgemeinen Tenside, um eine bessere Benetzung der Oberflächen zu erreichen.
Ich weise auf unsere Auto-Webseitengruppe hin; dort kannst du eine Menge Webseiten zur Korrosion und zum Korrosionsschutz finden.
Für weitere Fragen sollte dein Lehrer zuständig sein...

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