Werkstoffeigenschaften

Zustandsformen der Stoffe

Sie sind von der Umgebungstemperatur und vom Umgebungsdruck abhängig, und werden wie folgt bezeichnet:

  • fest
  • flüssig
  • gasförmig
  • plasmaförmigPlasma = hocherhitztes Gas, wobei die Atome keine Elektronenhülle mehr besitzen
  • Die Zustände eines Stoffes wirken sich auf den Atomaufbau aus.

    Da Teile eines Atomsdie frei beweglichen Elektronen aber Träger der elektrischen Ladung sind, und bewegte Elektronen oder Ionengeladene also unvollständige Atome nichts anderes als elektrischer Strom ist, ist der Zustand der Stoffe für die elektrischen Eigenschaften entspricht der Anzahl freier Ladungsträger in einem Stoff von großer Bedeutung.

    Chemische Verbindungen

    Ionenbindung

    Durch Aufnahme oder Abgabe von ValenzelektronenElektronen der äußersten Schale entstehen aus Atomen Ionen. Unterschiedlich geladene Ionen halten sich gegenseitig fest.

    Beispiel einer Ionenbindung ist das Kochsalzmolekül:

    Ionenbindung (3K)

    In Wasser wird das Molekül gespalten und das NaNatrium-Atom verliert sein Elektron an das ClChlor-Atom.

    Ionen sind in Flüssigkeiten frei beweglich.

    Die Kochsalzlösung ist somit voll mit frei beweglichen, elektrisch geladenen Teilchenein elektrischer Leiter!.

    Atombindung

    Die Valenzelektronen benachbarter Atome schließen sich zu Elektronenpaaren zusammen. Die Atome werden durch eine gemeinsam gesättigte Außenschale zusammengehalten.

    Beispiele sind C-HKohlen-Wasserstoff-Verbindungen oder Halbleiter.

    In Halbleiterwerkstoffen entstehen erst bei hohen Temperaturen freie LadungsträgerDurch Lösen der Gitterbindungen.

    Metallbindung

    Metallatome werden in einem GitterMetallbindung = Gitterbindung zusammengehalten. Dabei werden viele Valenzelektronen nicht benötigt und bleiben frei.

    Metallbindung (3K)

    Kennzeichen der Gitterbindung sind die hohe elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitung und der Metallglanz.

    Metalle besitzen viele freie Elektronen.