Die Dichtereihe der Metalle

Hallo und ganz herzlich willkommen. In diesem Video geht es um die “Dichte, Teil 6 - Dichtereihe der Metalle”. Du kennst bereits die Video “Dichte, Teil eins bis fünf” oder du bist in der Ausbildung oder du studierst. Nachher kannst du den Bereich der Dichte für Metalle benennen und Beispiele für Metalle mit niedriger, mittlerer und hoher Dichte aufzählen. Der Film besteht aus sieben Abschnitten: Erstens: Einheiten und Bedeutung der Dichte, Zweitens: Leichtmetalle 0 – 5, Drittens: leichte Schwermetalle 5 – 10, Viertens: schwere Schwermetalle 10 – 15, Fünftens: sehr schwere Metalle 15 – 20, Sechstens: die schwersten Brummer 20+ und Siebtens, alle in einer Übersicht. Erstens: Einheiten und Bedeutung der Dichte. Eine geläufige Einheit der Dichte ist Gramm pro Kubikzentimeter, wir werden diese Einheit durchgängig im Video verwenden, genauso wie die Dichteeinheit Kilogramm pro Kubikdezimeter. Beide Einheiten entsprechen gleichen Maßzahlen. Am Beispiel des Messings möchte ich das einmal erklären: Gramm pro Kubikzentimeter heißt, ein Würfel der Kantenlänge ein Zentimeter hat eine Masse von acht Gramm, Kilogramm pro Kubikdezimeter heißt, ein Würfel der Kantenlänge zehn Zentimeter, das ist ein Dezimeter, hat eine Masse von acht Kilogramm. Die Dichte gibt an, wie schwer, genauer gesagt, wie schwer bezogen auf ein bestimmtes Volumen, ein Stoff ist. Daraus folgt, dass die Dichte ϱ eine Stoffeigenschaft ist. Zweitens: Leichtmetalle 0 – 5. Die Einheiten sind Gramm pro Kubikzentimeter, was das Gleiche ist wie Kilogramm pro Kubikdezimeter. Lithium hat mit 0,53 die kleinste Dichte aller Metalle, es steht in der ersten Hauptgruppe, Ia. Kalium, K, hat eine Dichte von 0,86, es steht ebenfalls in der ersten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Auch Natrium, Na, hat mit 0,97 eine geringere Dichte als Wasser, es ist ebenfalls ein Element der ersten Hauptgruppe. Calcium, Ca, ist mit 1,55 schwerer als Wasser und steht in der zweiten Hauptgruppe. Magnesium ist mit 1,74 ebenfalls noch sehr leicht und steht auch in der zweiten Hauptgruppe. Zur gleichen Hauptgruppe zählt Strontium, mit einer Dichte von 2,63. Aluminium ist mit 2,7 nur etwas schwerer, es steht in der dritten Hauptgruppe. Titan hat eine Dichte von 4,5 und steht in der vierten Nebengruppe. Drittens: leichte Schwermetalle mit einer Dichte von 5 – 10. Gallium hat eine Dichte von fast 6 und steht in der dritten Hauptgruppe. Vanadium liegt mit 6,1 nur wenig darüber, es ist ein Element der fünften Nebengruppe. Zirkonium hat einen Wert von 6,6 und steht in der vierten Nebengruppe. In enger Nachbarschaft dazu befindet sich Antimon, Sb, es ist ein Element der fünften Hauptgruppe. Dicht aufeinander folgen nun die Elemente Zink, Chrom, Indium und Zinn. Mit Mangan und Eisen folgen noch zwei weitere Elemente aus dem Siebenerbereich. Niob ist das erste Element mit einer Dichte von mehr als 8. Die Dichten von Cobalt, Nickel und Kupfer sind fast gleich. Es folgt das radioaktive Polonium aus der sechsten Hauptgruppe. Den Schluss bildet Bismut mit einer Dichte von 9,8. Viertens: schwere Schwermetalle 10 – 15. Bedenkt bitte, dass die Dichten dieser Metalle mindestens zehnmal so groß wie die Dichte von Wasser sind. Die Reihe beginnt mit Molybdän, einem Metall aus der sechsten Nebengruppe. Silber liegt mit 10,5 etwas darüber, es steht in der ersten Nebengruppe. Dann kommt Blei, mit 11,3. Die sehr edlen Metalle Palladium, Ruthenium und Rhodium haben fast gleiche Dichten und stehen in der achten Nebengruppe. Das strategisch wichtige Harfnium zeigt einen Wert von 13,3 und Quecksilber, obwohl es flüssig ist, weist eine Dichte von 13,6 auf. Fünftens: sehr schwere Metalle 15 – 20. In diesem Bereich muss man unbedingt Tantal mit 16,7 nennen, es steht in der fünften Nebengruppe. Mit Werten von etwas über 19 haben Uran, Wolfram und Gold etwa gleiche Dichten. Sechstens: die schwersten Brummer. Das sind die Metalle, die eine Dichte von mehr als 20 besitzen. Hier muss man nur vier kennen: Rhenium mit 21,0, aus der siebten Nebengruppe sowie Platin, Iridium und Osmium, alle aus der achten Nebengruppe. Die beiden letzten Vertreter erreichen Dichten von fast 23, sind also 23mal schwerer als Wasser, das sind wirklich die schwersten Brummer. Siebtens: alle in einer Übersicht. Hierfür müssen wir eine Skala von 0 bis reichlich 20 vorbereiten. Wir werden die Dichte ϱ in Kilogramm pro Kubikdezimeter abtragen. Die Steigung der roten Gerade soll andeuten, dass auch die Dichte steigt. Das leichteste Metall ist Lithium, das schwerste Osmium. Kurz darunter Iridium. Platin und Rhenium haben ähnliche Dichten. Dazwischen liegt Silber und zwischen Silber und Osmium liegt Tantal. Zwischen Tantal und Platin befinden sich Gold, Wolfram und Uran. Quecksilber liegt zwischen Silber und Tantal. Titan ist mit knapp 5 ein schweres Leichtmetall. Eisen hat einen Wert von knapp 8. Die Dichten von Cobalt, Nickel und Kupfer sind mit knapp 9 fast gleich. Und nun noch die Bilder dazu. Schön haben das unsere Cutter wieder hingekriegt; ich bin auf sie, euch und mich heute ganz besonders stolz. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss!