Eisenhaltige und nichteisenhaltige Metalle unterscheiden sich sowohl in der Chemie als auch in der Art und Weise, wie sie verwendet werden. Es gibt ein paar wichtige Unterschiede, anhand derer man die beiden Arten unterscheiden kann.
1. Eisengehalt
Der entscheidende Unterschied zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen liegt in ihrem Eisengehalt. Beide Arten können rein oder legiert sein. Im Allgemeinen enthalten eisenhaltige Metalle Eisen. Das Wort „eisenhaltig“ kommt von dem lateinischen Wort für Eisen, ferrum. Dies ist der Grund, warum Eisen im Periodensystem der Elemente mit dem Kürzel Fe bezeichnet wird. Sie können aus Gusseisen, Stahl oder einer anderen Art von eisenhaltigem Metall bestehen. Rostfreier Stahl ist eine häufige Form von eisenhaltigem Metall. Nichteisenmetalle hingegen enthalten kein Eisen. Bei diesen Metallen kann es sich um Rohmetalle, gereinigte Metalle oder Legierungen handeln. Häufige Nichteisenmetalle sind Aluminium, Kupfer, Zinn und Edelmetalle wie Gold und Silber.
2. Magnetismus
Haben Sie schon einmal bemerkt, dass derselbe Magnet, der an Ihrem Edelstahlkühlschrank haftet, keine Anziehungskraft auf Ihren Goldring hat? Wenn ja, dann haben Sie einen weiteren generellen Unterschied zwischen eisenhaltigen und nicht eisenhaltigen Metallen entdeckt. Eisenhaltige Metalle sind in der Regel magnetisch, während Nichteisenmetalle dies nicht sind. Mit dieser Eigenschaft lassen sich die beiden Metallarten leicht identifizieren und sortieren.
Der Grund dafür ist, dass Eisen ein sehr polares Molekül ist. Die Elektronen in seinem Atomring sind nicht symmetrisch angeordnet. Wenn Eisen auf ein Magnetfeld trifft, werden seine Elektronen zu einem Vorzeichen des Atoms gezogen. Dadurch entsteht die Anziehungskraft zwischen Eisenmetallen und Magneten. Nichteisenmetalle werden im Allgemeinen nur dann von einem Magneten angezogen, wenn ein elektrisches Feld durch sie geleitet wird, das ihre Elektronen polarisiert.
3. Oxidation
Eine weitere Schlüsseleigenschaft von eisenhaltigen Metallen ist, dass sie oxidiert werden können, was wir gemeinhin als Rosten bezeichnen. Aufgrund der Polarität von Eisen ist es sehr wahrscheinlich, dass es ein Elektron an andere polare Moleküle wie Wasser verliert. Dadurch wird das Eisenatom positiver und bindet sich daher eher an den Sauerstoff im Wasser, wodurch Eisen(III)-oxid entsteht. Eisen(III)-oxid ist das pulverförmige rote Metall, das wir als Rost bezeichnen.
Einige Eisenmetalle, wie z. B. rostfreier Stahl, rosten nicht. Das liegt daran, dass sie mit einem Nichteisenmetall kombiniert wurden, das das Eisenatom ausgleicht und es weniger wahrscheinlich macht, ein Elektron zu verlieren und den Prozess der Rostbildung zu beginnen. Nichteisenmetalle rosten nicht.
4. Zugfestigkeit
Ein letztes Unterscheidungsmerkmal von Eisenmetallen ist, dass sie normalerweise eine sehr hohe Zugfestigkeit haben. Stahl zum Beispiel ist eines der stärksten Metalle der Welt. Zugfestigkeit ist die Fähigkeit, eine große Kraft zu ertragen, ohne zu brechen oder sich zu verformen. Dies ist auf eine Mischung aus Festigkeit und Flexibilität zurückzuführen. Es gibt zwar einige sehr starke Nichteisenmetalle, wie z. B. Titan, aber nur wenige Metalle sind so belastbar wie Eisenlegierungen.
Eisen- und Nichteisenmetalle sind sehr unterschiedlich, da sie eine andere Atomchemie haben und mit ihrer Umgebung auf einzigartige Weise interagieren. Beide Arten von Metallen sind wichtig für die moderne Welt und werden auf vielfältige Weise verwendet.