Allgemeine Chemie
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Alt 02.05.2013, 22:11   #1   Druckbare Version zeigen
LindaPata  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 33
Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Hi CHemie-Freunde :O

ich plane eine Stunde für meine Berufsschüler.
Sie sollen lernen, wie man Gegenstände aus Metall oder allgemein Metalle im Alltag erkennt.

Da ich fachfremd unterrichte und mich etwas eingelesen habe, habe ich eine Frage:

Kann man das so weit runterbrechen, dass man allgemein sagen kann:
Ein Gegenstand besteht aus einem Metall (oder Legierung, aber das ist erstmal egal), wenn:

- es den metallischen Glanz hat,
- wenn es sich "kühl" anfühlt, da es gute wärmeleiter sind
- es fest ist (ausnahme: Hg)
- es sich mit genügend Kraft verbiegen/verformen lässt, ohne zu brechen.

(die fähigkeit, Strom zu leiten, lasse ich aus didaktischen gründen weg, da es unwichtig ist und man das eh nicht nachprüfen kann...)

mir ist kein Gegenstand aus dem alltag einfegallen, der oben genannte punkte erfüllt und NICHT aus einem Metall besteht.

Die schüler sollen in der Lage sein, zu erkennen, ob ein Gegenstand im Alltag metallisch sein kann oder nicht, reicht das so?

danke!

- Linda
LindaPata ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.05.2013, 22:27   #2   Druckbare Version zeigen
LindaPata  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 33
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

danke schonmal rettich,

also wozu? nun, das steht im Lehrplan :-)

und zu deinen "gegenbeispielen":

da müssen natürlich ALLE 4 punkte erfüllt sein.

Glasscheibe ist kalt, hat aber keinen metallischen Glanz und ist nicht biegsam, sondern zerspringt.

Sollte man evtl. noch den Punkt reinnehmen, dass (feste) Metalle immer undurchsichtig sind?

- Linda
LindaPata ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.05.2013, 22:50   #3   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.862
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Zitat:
Zitat von LindaPata Beitrag anzeigen
- es den metallischen Glanz hat,
Du solltest aber dann darauf hinweisen, dass das nur für grössere, zusammenhängende Stücke gilt. Metallpulver haben keinen Glanz (erklären, warum das so ist), sind dafür aber nicht weniger metallisch.
Zitat:
- es fest ist (ausnahme: Hg)
Das gilt nur für Raumtemperatur. Darauf hinweisen, dass es auch festes Hg und flüssiges Wolfram gibt, je nach Temperatur und Druck.
Zitat:
(die fähigkeit, Strom zu leiten, lasse ich aus didaktischen gründen weg, da es unwichtig ist und man das eh nicht nachprüfen kann...)
Da würde ich als ehemaliger Lehrer entschieden widersprechen...
1. ist die elektrische Leitfähigkeit alles andere als "unwichtig".
2. ist sie ein sehr gutes Kriterium für den metallischen Charakter, da es nur sehr wenige nichtmetallische Stoffe gibt, die quasi-metallische Leitfähigkeit bei Rautemperatur erreichen.
3. didaktische Gründe kann ich auch nicht gelten lassen: einen einfachen Stromkreis aus Batterie, Glühlampe, zu prüfendes Werkstück und ein paar Kabeln versteht jeder Schüler. Das ist anschaulich und leicht verständlich, selbst dann, wenn die Schüler noch keine Elektrizität behandelt haben. EIn kleiner Exkurs in die Physik ist entweder eine gute Wiederholung oder ein guter Ausblick - jedenfalls immer gut, wenn mans macht.

Darauf hinweisen, dass Metalle allgemein hohe Schmelzpunkte haben, es aber auch Ausnahmen gibt (Alkalimetalle, Hg, Ga, In). Eventuell Gallium in der Hand schmelzen lassen. Wenn Du flüssigen Stickstoff hast, kannst du Zinnsoldaten o.ä. aus Quecksilber giessen und die dann vor den Augen der Zuschauer bei Zimmertemperatur wieder schmelzen lassen...Auch lustig (wenn man eine entsprechende Form hat) : einen Hammer aus Quecksilber giessen und damit einen Nagel in ein Brett schlagen, viel Zeit hat man allerdings nicht !

lg
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.05.2013, 22:55   #4   Druckbare Version zeigen
rettich Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.343
Blog-Einträge: 1
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Deswegen auch meine Bitte, den Beitrag zu löschen.
Unabhängig davon läßt sich z.B. Gold so weit auswalzen das es durchsichtig wird.
Vielleich noch erwähnen, das magnetische Stoffe höchstwahrscheinlich Metallisch sind.
Magnetische Nichtmetalle, da fällt mir spontan nichts ein.
Für den Hausgebrauch würde ich meinen, Deine Beschreibung reicht aus.
Ich habe aber noch nie eine Carbonfasermatte in den Fingern gehabt.....
mfg : rettich
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mfg: rettich

Man kann gar nicht so dämlich denken wie
andere Handeln.
Speziell im Strassenverkehr und im Labor.

Heute ist der erste Tag vom Rest deines Lebens.
rettich ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.05.2013, 23:04   #5   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.920
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

@rettich: Wunsch erfüllt

@LindaPata: der Nachweis der Leitfähigkeit mit Stromquelle + Lampe ist sehr "einleuchtend" und zu empfehlen. Wer das Rohmaterial dazu nicht parat hat, kann natürlich auch ein Voltmeter nehmen.

Elementares Silizium sieht sehr nach Metall aus, leitet aber kaum. Muss man aber auch auf Lager haben.

An einem Stück Graphit (Bleistiftmine) kann man zeigen, dass Leitfähigkeit und (ein wenig) metallischer Glanz vorhanden sind. Dann könnte man die Unterschiede zu einem Stück Eisen ausarbeiten.

Gruß,
Franz
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Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
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Nichts, was ein Mensch sich auszudenken in der Lage ist, kann so unwahrscheinlich, unlogisch oder hirnrissig sein, als dass es nicht doch ein anderer Mensch für bare Münze halten und diese vermeintliche Wahrheit notfalls mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln verteidigen wird.

Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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Alt 02.05.2013, 23:13   #6   Druckbare Version zeigen
rettich Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.343
Blog-Einträge: 1
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

@ :Franz : Danke.
Der Grund war ein Denkfehler meinerseits.
mg : rettich
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mfg: rettich

Man kann gar nicht so dämlich denken wie
andere Handeln.
Speziell im Strassenverkehr und im Labor.

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Alt 03.05.2013, 08:29   #7   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Es gibt magnetische Keramitken und Oxide (Fe3O4: Magnetit). Es gibt transparente Metalle (Goldfolie). Es gibt metallisch glänzende Sulfide (Grauspießglanz, Pyrit, ...). Es gibt duktile Halogenide mit metallischem Glanz (FeCl3, CuCl2, jeweils wasserfrei). Es gibt unheimlich spröde Metalle (Kühlschankmagnet: SmCo5). Et cetera. Für jedes der genannten "typischen" Merkmale gibt es unheimlich viele Gegenbeispiele. So kann man das nicht machen.Und der Schmelzpunkt eines idealen Metalls muss eigentlich niedrig sein (Elektronengasmodell --> recht schwache, ungerichtete Kräfte, geringe Gitterenergien). Die Alkalimetalle sind nahe am idealen Metall. Wolfram z. B. hat extrem hohe kovalente Bindungsanteile.

Das einzige, was Metalle klar unterscheidet von allem anderen, das wie ein Metall aussieht, ist die Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit in Kombination mit der Größenordnung der Leitfähigkeit. Mit steigender Temperatur wird eine hervorragende Leitfähigkeit bei einem Metall schlechter, und zwar über einen weiten Bereich linear.

Alles andere ist Rumgeeiere.

Man könnte auch einen Draht (am besten NICHT Cu, sondern W oder was Oxidationsunempfindliches, Hochschmelzendes) nehmen, Lampe und Batterie dran und dann den Draht mit dem Brenner zum Glühen bringen. Die Lampe geht fast aus und wird beim Abkühlen wieder heller.
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau

Geändert von Tino71 (03.05.2013 um 09:03 Uhr)
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 08:47   #8   Druckbare Version zeigen
rainbowcolorant Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.691
Blog-Einträge: 7
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

So streng? . Ich würde, wenn ich die Lehrerin wäre, die aufgezählten Eigenschaften, die alle kein vollkommenes Kriterium sind, als zumindest typisch aber nicht eindeutig anführen, zusammen mit deinen Gegenbeispielen - plus dem von dir genannten "echten" Kriterium. Wir wollen nicht vergessen, dass es um Berufsschüler geht.

Aber danke für deine Erklärung. Dass mit dem PTC als einziges eindeutiges Unterscheidungsmerkmal
__________________
Talente erbt man, Neurosen erwirbt man, Charakter hat man.
rainbowcolorant ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 09:58   #9   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Man könnte natürlich den Schülern beibringen (und das würde ich so machen), dass das mit den Metallen gar nicht so einfach ist. Jeder "weiß ja", was ein Metall ist. Und man könnte die Kriterien mit den Schülern entwickeln, woran man einfach Metalle erkennen kann, und dann jedes mal, wenn einer mit einem feinen "eindeutigen" Merkmal ankommt, zeigen, dass das eben nicht wirklich "eindeutig" metallisch ist. Und am Ende muss man dann eben was finden, was wirklich der kleinste gemeinsame Nenner aller Metalle ist: die Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit.

(Ganz streng genommen tut das auch nicht, man muss eigentlich die Bandstrukturen rechnen, darin nach spezifischen Charakterisitka suchen, um Halbmetalle, Halbleiter und Metalle voneinander abzugrenzen, und dann die Konzentration der freien Ladungsträger a) als Elektronen identifizieren und b) quantifizieren. )
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 11:47   #10   Druckbare Version zeigen
LindaPata  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 33
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Danke für die Antworten!

Also: Ich kann leider keinen Versuch machen (mit Stromkreis...), da ich 34 (!) schüler habe und das von der Ausstattung usw. gar nicht machbar ist und ich möchte auch dass alle mitarbeiten und nicht dass immer 10 leute nix zu tun haben oder warten müssen...

Und: das soll lediglich theoretisch und "grob" behandelt werden. Das Thema kriegen wir sowieso nicht ganz zu den Sommerferien durch.

also: leitfähigkeit abhängig von der temperatur führt viiieeeel zu weit! :-)

@ricinus: ja, ich weiß, dass die stromleitfähigkeit wichtig und entscheidend ist, aber: die Schüler sollen sich selbst gegenstände aus dem alltag überlegen, die aus einem Metall(oder: legierung) bestehen anhand der zuvor erarbeiteten Eigenschaften.
z.B. Antenne/Kleiderbügel/Türklinke. sie können überlegen: metall. glanz? Ja! fühlt sich kalt an? Ja! kann man mit genügend Kraft verbiegen (und bricht/zerspringt nicht)? Ja!
Und das sollte dann reichen, um es als Metall zu klassifizieren. Denn wenn ich noch Leitfähigkeit des Stroms reinnehme, dann kriegen die das nie hin, da sie ja nicht wissen, ob ein Kleiderbügel strom leitet und das auch nicht überprüfen können.
Und überhaupt von keinem Gegenstand (außer Kabel) sagen können, ob es strom leitet, deshalb die did. Reduktion.

Also meine Frage war/ist:
--> Kann man die stromleitfähigkeit weglassen und TROTZDEM zu sagen wir mal 90% aller Gegenstände aus dem Alltag sagen, dass es aus einem Metall ist, wenn die anderen Eigenschaften erfüllt sind?
(und bitte keine superprofessionelle Antwort mit 100 Ausnahmen, es geht hier um Berufsschüler, die nur noch wenige Stunden Werkstoffkunde haben und lediglich einen Überblick zu Metallen erhalten sollen...) :-)

@Tino71: "Es gibt metallisch glänzende Sulfide - Pyrit"
Das ist richtig, aber Pyrit kannst du nicht biegen, es zerspringt/zerbricht, also ist es auch KEIN Metall/Legierung.

Wie gesagt: es müssen ALLE 4 vorgeschlagenene Punkte erfüllt sein.
Eine Fensterscheibe fühlt sich auch kalt an, ist aber kein Metall, da es auch zerspringt/zerbricht ;-)
LindaPata ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 11:51   #11   Druckbare Version zeigen
AlexB1985 Männlich
Mitglied
Beiträge: 8
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

ich würde vielleicht aus didaktischen Gründen ein paar Nichtmetalle zur Auswahl geben und sortieren lassen. Die Schüler finden die Kriterien meistens schon selbst. Auf was willst du denn in der Stunde hinaus, also nachdem du die Eigenschaften von Metallen gesammelt hast? Herstellung, Verwendung? Zur metallischen Bindung macht man doch maximal das Elektronengasmodell, mit dem man dann die Verformbarkeit und die elektrische Leitfähigkeit erklärt..
AlexB1985 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 11:54   #12   Druckbare Version zeigen
LindaPata  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 33
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Zitat:
Zitat von AlexB1985 Beitrag anzeigen
Auf was willst du denn in der Stunde hinaus, also nachdem du die Eigenschaften von Metallen gesammelt hast?
DIe Schüler sollen das gelernte wissen (also die 4 typischen eigenschaften der metalle ANWENDEN können - entweder ich gebe Gegenstände vor und sage: Metall oder nicht? oder sie sollen sich selbst gegenstände überlegen und dann begründen, ob oder warum es kein metall ist.
LindaPata ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 12:00   #13   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.939
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Es ist wichtig aus der Praxis und den Erfahrungen der Schüler heraus anzufangen daraus ein grobes, erfahrbares Modell zu entwickeln und anschließend das (wissenschaftlich) gültige Modell zu behandeln. Je nach Ausbildung (Wissensstand am Anfang und am Ende) müssen die Schwerpunkte natürlich anders gesetzt werden.

Ich würde anfangen, den Schülern Gegenstände in die Hand zu geben und sie erst einmal nach Metall und Nichtmetall sortieren zu lassen. (Da können dann auch schon schön ein paar Halbmetalle dabei sein.) Dann sollten sie ihre Entscheidungen begründen. (Zumindest bei einem Teil der Gegenstände). Dies sollte möglichst in Kleingruppen geschehen, damit alle dabei sind.

Anschließend kann man anhand der genannnten Kriterien das grobe Modell aufstellen:
- Metallglanz
- duktil
- gute Wärmeleiter
- gute elektrische Leiter.

Als nächster Schritt sollte dann die genauere Untersuchung der Eigenschaften erfolgen (Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitung) und daraus das wissenschftliche Modell erklärt werden. Natürlich mit dem Verweis auf Ausnahmen bzw. die Grenzen.
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Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
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Alt 03.05.2013, 12:01   #14   Druckbare Version zeigen
AlexB1985 Männlich
Mitglied
Beiträge: 8
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Wie alt sind die Schüler denn? Wenn du ihnen unterschiedliche Gegenstände gibst, die sie sortieren sollen, dann tun sie das eventuell nach Form, nach Farbe, nach Gewicht.. Und vielleicht sortiert auch einer die Metalle aus. Und dann kannst du prima auf das Vorwissen der Schüler zurückgreifen, welche Eigenschaften die Metalle haben.. Den Rest könnte man experimentell (Demoversuche bei so vielen.. Habt ihr eine ordentliche Sammlung?) erarbeiten.
AlexB1985 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.05.2013, 14:11   #15   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.939
AW: Eigenschaften der Metalle - Schulstunde: Schüler sollen Metalle erkennen

Es sind Berufsschüler, die nach Metallen und Nichtmetallen sortieren. Gut, je nach IQ kann da schon was lustiges bei rauskommen, aber das ist das Berufsrisiko eines Lehrers.
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