Einführung in die Chemie

Begriffe

• Racemisches Gemischein Gemisch, das gleiche Mengen an links- und rechtshändigen Enantiomeren eines chiralen Moleküls enthält
• Mikrostrukturdie Feinstruktur eines reinen Metalls oder einer Legierung, wie sie bei Vergrößerungen von 25x oder mehr sichtbar wird
• Amalgamanische Legierung, die Quecksilber enthält
• Eutektisches Gemischein Gemisch von Stoffen, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der eines seiner Bestandteile

Eine Legierung ist ein Gemisch oder eine metallisch-feste Lösung, die aus zwei oder mehr Elementen besteht. Beispiele für Legierungen sind Materialien wie Messing, Zinn, Phosphorbronze, Amalgam und Stahl. Vollständige Mischkristalllegierungen weisen ein einziges Mischkristallgefüge auf. Teilweise gelöste Legierungen weisen zwei oder mehr Phasen auf, die je nach thermischer Vorgeschichte homogen oder nicht homogen verteilt sein können. Die Eigenschaften einer Legierung unterscheiden sich in der Regel von denen ihrer Bestandteile.

Beispiele für Legierungen sind Materialien wie Messing, Zinn, Phosphorbronze, Amalgam und Stahl. Vollständige Mischkristalllegierungen weisen ein einziges Mischkristallgefüge auf. Teilweise gelöste Legierungen weisen zwei oder mehr Phasen auf, die je nach thermischer Vorgeschichte homogen verteilt sein können oder nicht. Die Eigenschaften einer Legierung unterscheiden sich in der Regel von denen ihrer Bestandteile.

Legierungsbestandteile werden in der Regel nach Masse gemessen. Je nach der Anordnung der Atome wird eine Legierung entweder als Substitutions- oder als Zwischengitterlegierung klassifiziert. In einer Substitutionslegierung können die Atome der einzelnen Elemente die gleichen Plätze wie ihr Gegenstück einnehmen. Bei interstitiellen Legierungen besetzen die Atome nicht die gleichen Plätze. Legierungen können weiter unterteilt werden in homogene (aus einer einzigen Phase bestehende), heterogene (aus zwei oder mehr Phasen bestehende) oder intermetallische (bei denen es keine klare Grenze zwischen den Phasen gibt).

Bei der Legierung eines Metalls wird es mit einem oder mehreren anderen Metallen oder Nichtmetallen kombiniert, wodurch sich seine Eigenschaften oft verbessern. Stahl ist beispielsweise fester als Eisen, sein Hauptelement. Die physikalischen Eigenschaften (Dichte, Reaktivität, Leitfähigkeit) einer Legierung unterscheiden sich unter Umständen nicht wesentlich von denen ihrer Bestandteile, aber ihre technischen Eigenschaften (Zug- und Scherfestigkeit) können wesentlich anders sein.

Im Gegensatz zu reinen Metallen haben die meisten Legierungen keinen einzigen Schmelzpunkt, sondern einen Schmelzbereich, in dem die Substanz eine Mischung aus fest und flüssig ist. Bei den meisten Legierungen gibt es jedoch ein bestimmtes Verhältnis der Bestandteile, das so genannte „eutektische Gemisch“, bei dem die Legierung einen eindeutigen Schmelzpunkt hat.