Leichtmetalle

Als Leichtmetalle werden allgemein Metalle und Legierungen bezeichnet, deren Dichte unter 5,0 g/cm³ liegt.[1][2][3][4] Alle anderen Metalle sind Schwermetalle.[1] Magnesium ist mit einer Dichte von 1,738 g/cm³ (20 °C) das leichteste Nutzmetall[5]. Im technischen Bereich sind vor allem Aluminium, Magnesium, Titan sowie in geringem Umfang Beryllium und Lithium im Gebrauch – sowie weitere Elemente als Legierungselemente in geringer Konzentration. Die Verarbeitung metallischer Werkstoffe erfolgt bei Leichtmetallen grundsätzlich wie bei anderen Metallen auch.

**Die Elemente, sortiert nach Metalleigenschaften und Dichte**
Nichtmetalle: bis 5 g/cm³
*(Halb-)*Metalle (Leichtmetalle): **bis 5 g/cm³** ab 5 g/cm³ ab 10 g/cm³ ab 20 g/cm³
H																		He
Li	Be												B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg												Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc		Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y		Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	La	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	Ac	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn

			*	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

Liste der Leichtmetalle

Eine vollständige Liste der Leichtmetall-Elemente mit ihren Dichten bei 20 °C:

Periode des Perioden- systems
1
2
3
4
5
6
7

Alkali- metalle	Dichte in g/cm³

Lithium	0,53[6]
Natrium	0,97[6]
Kalium	0,86[6]
Rubidium	1,53[6]
Caesium	1,90[6]
Francium	1,87

Erdalkali- metalle	Dichte in g/cm³

Beryllium	1,85[7]
Magnesium	1,74[7]
Calcium	1,54[7]
Strontium	2,63[7]
Barium	3,65[7]

Scandium- gruppe	Dichte in g/cm³



Scandium	2,99
Yttrium	4,47

Titan- gruppe	Dichte in g/cm³



Titan	4,50[8]

Bor- gruppe	Dichte in g/cm³


Aluminium	2,70

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Leichtmetallbrände

Beim Löschen von Bränden von Leichtmetallen muss beachtet werden, dass dazu kein Wasser verwendet werden darf. Leichtmetalle wie Alkali- und Erdalkalimetalle neigen dazu, mit Wasser sehr heftig unter Bildung von Alkalimetallhydroxiden und Freisetzung von Wasserstoff zu reagieren. Im Falle eines Löschversuchs mit Wasser könnte sich der freiwerdende Wasserstoff entzünden und es käme unter Umständen zu Explosionen (Knallgasbildung mit Luftsauerstoff). Dabei steigt die Reaktivität vom Lithium zum Caesium, bzw. Beryllium zum Barium, stark an. Ab dem Kalium erfolgt Selbstentzündung.

Zudem verbrennen viele Leichtmetalle, z. B. Magnesium und Aluminium, bei sehr hohen Temperaturen. Wasser zersetzt sich hierbei thermisch zu Wasserstoff und Sauerstoff, was ebenfalls zu einer explosionsartigen Brandausbreitung führt.

Auch wasserhaltige Löschmittel, wie etwa Löschschaum, verbieten sich aus diesen Gründen. Andere Löschmittel zeigen bei Leichtmetallbränden häufig keine Wirkung, denn Magnesium brennt auch unter Kohlendioxidatmosphäre weiter, indem es dem Kohlendioxid den Sauerstoff entzieht. Normale Löschpulver eignen sich ebenfalls nicht für Leichtmetallbrände.

Als Löschmittel können dienen:

Siehe auch

Metallbrand

Literatur

N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9.

Weiterführende Literatur

H. Ginsberg: Leichtmetallanalyse. Walter de Gruyter & Co., Berlin 1941 (Reihe Arbeitsmethoden der modernen Naturwissenschaften).

Einzelnachweise

A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1141.
Wissenschaft-Online-Lexika: Eintrag zu Leichtmetalle im Lexikon der Chemie, abgerufen am 16. April 2009
K. Maile, E. Roos; Werkstoffkunde für Ingenieure: Grundlagen, Anwendung, Prüfung. Birkhäuser, 2005, ISBN 978-3-540-22034-3, S. 10
Wenige, ältere Quellen nennen einen Grenzwert von < 4,5 g/cm³
J. Elpers, H. Meyer, N. Meyer, H. Marquard, W. Nabbefeld, W. Skornitzke, W. Willner, F. Ruwe: Mechatronik. Grundstufe. 4. Auflage, Bildungsverlag Eins, 2001, ISBN 978-3-8242-2080-9, S. 52.
K. Hengesbach: Fachwissen Metall Grundstufe und Fachstufe 1. 4. Auflage, Bildungsverlag Eins, 1994, ISBN 978-3-8237-0330-3, S. 248.
Fritz Böhle: Leichtmetalle. Hrsg.: H.HAAKE. 3. Auflage. Heft 3. Springer-Verlag, Berlin/ Göttingen/ Heidelberg 1956, ISBN 978-3-540-02105-6, S. 60.
Greenwood/Earnshaw, S. 97.
Greenwood/Earnshaw, S. 136.
Greenwood/Earnshaw, S. 1231.

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[howi-1] A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1141.

[2] Wissenschaft-Online-Lexika: Eintrag zu Leichtmetalle im Lexikon der Chemie, abgerufen am 16. April 2009

[maile-3] K. Maile, E. Roos; Werkstoffkunde für Ingenieure: Grundlagen, Anwendung, Prüfung. Birkhäuser, 2005, ISBN 978-3-540-22034-3, S. 10

[4] Wenige, ältere Quellen nennen einen Grenzwert von < 4,5 g/cm³
J. Elpers, H. Meyer, N. Meyer, H. Marquard, W. Nabbefeld, W. Skornitzke, W. Willner, F. Ruwe: Mechatronik. Grundstufe. 4. Auflage, Bildungsverlag Eins, 2001, ISBN 978-3-8242-2080-9, S. 52.
K. Hengesbach: Fachwissen Metall Grundstufe und Fachstufe 1. 4. Auflage, Bildungsverlag Eins, 1994, ISBN 978-3-8237-0330-3, S. 248.

[5] Fritz Böhle: Leichtmetalle. Hrsg.: H.HAAKE. 3. Auflage. Heft 3. Springer-Verlag, Berlin/ Göttingen/ Heidelberg 1956, ISBN 978-3-540-02105-6, S. 60.

[Greenwood97-6] Greenwood/Earnshaw, S. 97.

[Greenwood136-7] Greenwood/Earnshaw, S. 136.

[Greenwood1231-8] Greenwood/Earnshaw, S. 1231.