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Metallgitter

Allgemeines:
Eine metallische Bindung liegt bei Metallen und in Legierungen vor. Diese Bindung ist durch das Auftreten von frei beweglichen (delokalisierten) Elektronen im Metallgitter aus Metallatomrümpfen gekennzeichnet.

Metallbindung:
Die Valenzelektronen von Metallatomen sind nur schwach gebunden und können daher leicht abgetrennt werden. So bilden sich positiv geladene Metallionen, die sogenannte Atomrümpfe, die das Metallgitter bilden. Die abgegebenen Valenzelektronen sind nun nicht mehr an einem einzelnen Metallatom gebunden und bewegen sich innerhalb des Gitters nahezu frei.

Metallgitter:
Jedes Metallatom gibt je nach seiner Wertigkeit ein oder mehrere Valenzelektronen ab (so das Edelgaskonfiguration entsteht) und stellt diese Elektronen dem Metallgitter zur Verfügung, die über das gesamte Gitter verteilt sind und praktisch allen Metallkationen gemeinsam gehören. Aus dem Metallatom entsteht dabei ein Kation. Die Kräfte (metallische Bindung) im Metallgitter ist dabei wie im Ionengitter ungerichtet, d.h. in alle Raumrichtungen wirksam. Dies führt dabei zu einem geordneten, gittermäßigen Aufbau.

Typen von Metallgittern:
Im Prinzip gibt es drei (Haupt) Metallgitter, die fast 90% aller Metalle aufweisen. Ca. 60% aller Metalle weisen eine kubisch-dichteste bzw. hexagonal-dichteste Kugelpackung auf. Die anderen ca. 30% besitzen ein kubisch-innenzentriertes Gitter. Dabei weisen die Metalle im kubisch (und hexagonal) dichtesten Gitter eine Koordinationszahl von 12 auf, d.h jedes Metallkation ist unmittelbar von 12 Nachbaratomen umgeben. Das bedeutet, dass die Metallionen an den Ecken eines Würfels (eines hexagonalen Körpers), sowie sich in der Mitte der Würfelebenen (in der Mitte der Flächen) befinden (Beispiel: Kupfer, Silber, Aluminium)
In dem kubisch raumzentrierten (auch kubisch innenzentriert genannt) Metallgitter weisen die Metallatome nur eine Koordinationszahl von 8 auf, d.h. die Metallionen befindet sich auf den Ecken eines Würfels und zusätzlich nur noch (ein Metallion) im Zentrum des Würfels (in der Mitte der 6 Würfelebenen befinden sich keine Metallionen).

Beispiel: das kubisch raumzentrierte Metallgitter:

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