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Lexikon Chemie

Metallbindung

Die Atome der typischen Metalle besitzen nur wenige (meist 1 bis 3) Außenelektronen. Eine Atombindung zwischen Metallatomen eines (hypothetischen) Metallmoleküls würde im Unterschied zu Nichtmetallatomen nicht zu einer Edelgaskonfiguration der Atome führen. Lediglich von den Alkalimetallen existieren zweiatomige Moleküle, und zwar im gasförmigen Zustand.

Nach dem klassischen Modell der Metallbindung (auch metallische Bindung genannt) werden bei Metallen und ihren Legierungen die Atome zu einem Metallgitter zusammengelagert, in dem leicht bewegliche Elektronen vorhanden sind. Auf diese ist die hohe elektrische Leitfähigkeit zurückzuführen. Im klassischen Modell der Metallbindung wird angenommen, dass die Metallatome alle ihre Valenzelektronen abgeben und ein Gitter aus positiven Ionen bilden. Die abgelösten Elektronen bewegen sich wie Gasteilchen frei zwischen den regelmäßig angeordneten Atomrümpfen und bewirken dadurch deren Zusammenhalt. Die Gesamtheit der frei beweglichen Elektronen wird in diesem Modell als Elektronengas bezeichnet. Die Elektronen stehen allerdings in steter elektrostatischer Wechselwirkung mit den Metall-Ionen.

Nach einem neueren Modell, dem die Orbitaltheorie zugrunde liegt und das diese elektrostatische Wechselwirkung berücksichtigt, besitzt die Metallbindung eine gewisse Ähnlichkeit mit der Atombindung. Anders als bei diesem Bindungstyp gehören aber die bindenden Elektronen bei der Metallbindung nicht nur zwei bestimmten Atomen an, sondern allen Atomen des Gitters: Sie sind delokalisiert. Das Elektronengas kann mit sehr geringem Energieaufwand im Metallgitter verschoben werden (elektrische Leitfähigkeit).

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