Werkstofftechnik at Technische Hochschule Köln

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Wie groß ist die Packungsdichte bei krz-Gittern?

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Wie werden Elementarzellen gekennzeichnet?

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Was zeichnet Nichtmetallatome aus?

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Was ist eine Metallbindung und über welche Eigenschaften verfügt diese?

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Warum haben Metalle eine gute Elektrische und thermische Leitfähigkeit?

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Was sind primitive Kristallgitter?

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Was ist eine Elektronenpaarbindung?

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Was lässt sich für die Elektronenpaarbindung verschiedener Molekülstrukturen festhalten?

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Was zeichnet Metallatome aus?

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Wie hoch ist die Packungsdichte bei kfz-Gittern?

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In welche Bereiche werden Werkstoffe eingeteilt?

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Werkstofftechnik

Wie groß ist die Packungsdichte bei krz-Gittern?

Ca. 68 %


Werkstofftechnik

Wie werden Elementarzellen gekennzeichnet?

Durch die Atomabstände (die Gitterparameter) und die Gitterwinkel

Werkstofftechnik

Was ist eine Ionenbindung?
Eine Ionenbindung geschieht, wenn ein Nichtmetallatom auf ein Metallatom trifft. Da das Metallatom seine Elektronen loswerden und das Nichtmetallatom diese aufnehmen "möchte", können so ein oder auch mehrere Elektronen von einem Atom auf ein anderes übergehen, sodass sich entsprechend positiv oder negativ geladene Teilchen bilden, die Ionen.

Werkstofftechnik

Was zeichnet Nichtmetallatome aus?

Nichtmetallatome verfügen über viele Außenelektronen und haben das Bestreben, die Schale aufzufüllen.

Je mehr Elektronen sich auf der Außenschale befinden und je näher sich diese am Kern befinden, desto stärker ist das Bestreben, zusätzliche Elektronen aufzunehmen.

-> Der Nichtmetallcharakter nimmt zu

-> Das Atom wird zum negativen Ion

Werkstofftechnik

Was ist eine Metallbindung und über welche Eigenschaften verfügt diese?
Eine Metallbindung ist eine Bindung von Metallatomen untereinander.
Metallatome geben bei einer Bindung grundsätzlich Elektronen ab und bilden positiv geladene Ionen. Reagieren nun Metallatome mit Metallatomen, so sind keine Atome vorhanden, die Elektronen aufnehmen würden. So bleiben die abgegebenen Elektronen ungebunden. Diese frei beweglichen Elektronen der Außenschale, auch Valenzelektronen genannt, bilden ein Elektronengas. Die Metallbindung ist also gekennzeichnet durch positiv geladene Atomrümpfe, welche mit einem Elektronengas wechselwirken.

Werkstofftechnik

Warum haben Metalle eine gute Elektrische und thermische Leitfähigkeit?
Weil die Valenzelektronen im Metall frei beweglich sind.

Werkstofftechnik

Was sind primitive Kristallgitter?

Gitter, bei denen nur die Eckpunkte der Elementarzellen mit Atomen besetzt sind. Diese finden sich häufig bei Ionengittern.

Werkstofftechnik

Was ist eine Elektronenpaarbindung?

Bei einer Elektronenpaarbindung teilen sich Atome nach der Bindung ihre Außenelektronen und es entstehen Moleküle. Die positiv geladenen Kerne der gebundenen Atome müssten sich eigentlich abstoßen, aber die negativen Elektronen halten sie zusammen. Sie bilden ein Elektronenpaar.

(Beispiele: H2, 02, CH4, DNA)

Werkstofftechnik

Was lässt sich für die Elektronenpaarbindung verschiedener Molekülstrukturen festhalten?
- Stoffe aus kleinen Molekülen, die durch Elektronenpaarbindung entstanden sind, sind bei Raumtemperatur gasförmig oder flüssig. (z.B. Wasser, Methan, Alkohol, Ammoniak)

- Stoffe aus großen Molekülen, die durch Elektronenpaarbindung entstanden sind, sind bei Raumtemperatur fest. (z.B. Kunststoffe)

- Kristalle, also ein Stoff mit einer klaren Periodizität in alle drei Raumrichtungen, in denen die Atome durch Elektronenpaarbindung entstanden sind, sind außerordentlich hart. (z.B. Diamant)

Werkstofftechnik

Was zeichnet Metallatome aus?
Metallatome verfügen über wenige Außenelektronen und haben daher das Bestreben, diese abzugeben. Je weniger Elektronen sich auf der Außenschale befinden und je weiter diese vom Kern entfernt ist, desto stärker ist das Bestreben, diese Atome abzugeben.
-> Der Metallcharakter nimmt zu.
-> Das Atom wird zum positiven Ion

Werkstofftechnik

Wie hoch ist die Packungsdichte bei kfz-Gittern?

Ca. 74 %

Werkstofftechnik

In welche Bereiche werden Werkstoffe eingeteilt?
Metalle -> Nichteisenmetalle (z.B. Cu, Zn, Al, Ni); 
Stähle und Eisenmetalle (z.B. S235, X5CrNi18-10)

Nichtmetalle -> Halbleiter; Nichtmetallische anorganische Werkstoffe (z.B. Keramik);
Nichtmetallische organische Werkstoffe (z.B. PE, PP, PVC)

Naturstoffe -> Mineralische Naturstoffe;
Organische Naturstoffe

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