Nichtmetalle

Nichtmetalle (früher auch Metalloide genannt[1][2]) sind chemische Elemente, denen die typischen metallischen Eigenschaften wie gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, Glanz, Härte und gute Formbarkeit fehlen.

H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRa**RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
 *LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu 
 **AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr 
Halogene Edelgase sonstige Nichtmetalle
Kategorisierungen von Nichtmetallen
Reaktive Nichtmetalle Edelgase
H, C, N, P, O, S, Se, F, Cl, Br, I He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Nichtmetalle Halogene Edelgase
H, C, N, P, O, S, Se F, Cl, Br, I, At He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Fest Flüssig Gasförmig
C, P, S, Se, I, At Br H, N, O, F, Cl, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Elektronegative
Nichtmetalle		 Stark elektronegative
Nichtmetalle		 Edelgase
H, C, P, S, Se, I N, O, F, Cl, Br He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Mehratomige
Elemente		 Zweiatomige
Elemente		 Einatomige
Elemente (Edelgase)
C, P, S, Se H, N, O, F, Cl, Br, I He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Nichtmetalle entsprechend der vorstehenden Definition sind: Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff, Schwefel, Selen, die Halogene (Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat)[3] sowie die Edelgase Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon und Oganesson[4]. Ob das Halogen Tenness ein Nichtmetall, Halbmetall oder Metall ist, konnte bislang noch nicht eindeutig bestimmt werden.[5]

Die Grenzen zu Halbmetallen und Elementhalbleitern sind fließend, was zum einen durch die unterschiedliche Sichtweise der Fachbereiche (Chemie und Physik), zum anderen dadurch begründet ist, dass Modifikationen eines Elements vollkommen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können, und so zum Teil Eigenschaften ähnlich der von Metallen haben können. Die bekanntesten Modifikationen des Kohlenstoffs, Graphit und Diamant, sind dafür ein gutes Beispiel. So weist Graphit im Gegensatz zum Diamant eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit auf. Der Diamant hingegen besitzt trotz seiner sehr schlechten elektrischen Leitfähigkeit eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (besser als Metalle). Die Ursache dafür liegt in unterschiedlichen Mechanismen der Wärmeübertragung im Diamant und in Metallen.

Dass Modifikationen vollkommen unterschiedliche Eigenschaften haben können, ist jedoch nur bei einem Teil der Nichtmetalle der Fall. Die metallischen Modifikationen können sich in einigen Fällen nur unter speziellen Bedingungen bilden, beispielsweise Wasserstoff unter extrem hohem Druck im Inneren von Planeten[6], oder Iod bei hohem Druck.

Die Elektronenaffinität von Nichtmetallen (mit Ausnahme der Edelgase) ist im Allgemeinen die höchste unter den chemischen Elementen. Dies führt dazu, dass nichtgebundene Atome bestrebt sind, Elektronen aufzunehmen, um eine stabile vollbesetzte Valenzschale zu erhalten (vgl. Oktettregel), anstatt wie die meisten Metalle Elektronen abzugeben. Ausnahme ist hier neben den erwähnten Edelgasen vor allem Stickstoff.

Literatur
  • Thomas Klapötke, Iris C. Tornieporth-Oetting: Nichtmetallchemie, Weinheim : VCH-Verlagsgesellschaft 1994, ISBN 3-527-29052-4
  • Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle: Von Struktur und Bindung zur Anwendung. Walter de Gruyter, 2008, ISBN 978-3-11-019448-7
Commons: Nichtmetalle – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Nichtmetall – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise
  1. Wilhelm Steffen: Lehrbuch der anorganischen reinen und technischen Chemie (experimental-Chemie).: Die Metalloide. Maier, 1889, S. 22 (books.google.com).
  2. Christa-Maria Eulitz, Sigrid Scheuermann, Hans-Joachim Thier: Brockhaus ABC Chemie. F.A. Brockhaus, 1965 (books.google.com).
  3. Uwe Ocken: Die Entdeckung der Chemischen Elemente und die Etymologie ihrer Namen: Von der Antike über die Alchemie bis zum Atomzeitalter. Books on Demand, 2018, ISBN 978-3-7460-5759-0 (google.com [abgerufen am 4. Dezember 2023]).
  4. Norbert Lossau: Eine Minute Physik: Der einzige Lebende, nach dem ein Element benannt ist. In: DIE WELT. 26. April 2017 (welt.de [abgerufen am 18. Dezember 2022]).
  5. William J. Evans (Editor), Timothy P. Hanusa (Editor): The Heaviest Metals: Science and Technology of the Actinides and Beyond. John Wiley & Sons, 2018, ISBN 978-1-119-30409-8, S. 544.
  6. Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten: Chemie. Die zentrale Wissenschaft. Pearson Studium, 2007, ISBN 978-3-8273-7191-1, S. 333.
Normdaten (Sachbegriff): GND: 4042114-4
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