Chuyên Đề 1 : Đại cương kim loại

- Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA: các kim loại này là những nguyên tố s - Nhóm IIIA (trừ B), một phần của các nhóm IVA, VA, VIA: các kim loại này là những nguyên tố p - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB): các kim loại chuyển tiếp, chúng là những nguyên tố d - Họ lantan và actini (xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng): các kim loại thuộc hai họ này là những nguyên tố f * Nhận xét: đa số các nguyên tố hóa học đã biết là nguyên tố kim loại (trên...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyên Đề 1 : Đại cương kim loại*****************Chuyên Đề 1 : Đại cương kim loại******************A – KIM LOẠII – VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN- Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA: các kim loại này là những nguyên tố s- Nhóm IIIA (trừ B), một phần của các nhóm IVA, VA, VIA: các kim loại này là nhữngnguyên tố p- Các nhóm B (từ IB đến VIIIB): các kim loại chuyển tiếp, chúng là những nguyên tố d- Họ lantan và actini (xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng): các kim loại thuộc hai họ nàylà những nguyên tố f* Nhận xét: đa số các nguyên tố hóa học đã biết là nguyên tố kim loại (trên 80 %)II – CẤU TẠO VÀ LIÊN KẾT TRONG TINH THỂ KIM LOẠI1. Cấu tạo nguyên tử kim loại- Hầu hết các nguyên tử kim loại có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngoài cùng- Bán kính nguyên tử của các nguyên tố kim loại (ở phía dưới, bên trái bảng tuần hoàn)nhìn chung lớn hơn bán kính nguyên tử các nguyên tố phi kim (ở phía trên, bên phải bảngtuần hoàn)2. Cấu tạo mạng tinh thể kim loạiCó ba kiểu mạng tinh thể kim loại đặc trưng là lập phương tâm khối, lập phương tâmdiện và lục phương+ Lập phương tâm khối ( độ đặc khít 68% ) : Li ; Na ; K ; V ; Mo ; Ba ; Cr...+ Lập phương tâm diện ( độ đặc khít 74% ) : Ca ; Cu ; Ag ; Au ; Al ; ...+ Lập phương lục phương ( độ đặc khít 74% ) : Be ; Mg ; Zn....3. Liên kết kim loạiLà liên kết hóa học hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại nằm ở các nútmạng tinh thể và các electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loạiIII – TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI1. Tính chất chungKim loại có những tính chất vật lí chung là: tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và ánhkima) Tính dẻo: các lớp mạng tinh thể kim loại khi trượt lên nhau vẫn liên kết được với nhaunhờ lực hút tĩnh điện của các electron tự do với các cation kim loại. Những kim loại có tínhdẻo cao là Au, Ag, Al, Cu, Zn…b) Tính dẫn điện: nhờ các electron tự do có thể chuyển dời thành dòng có hướng dưới tácdụng của điện trường. Nói chung nhiệt độ của kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kimloại càng giảm. Kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, tiếp sau là Cu, Au, Al, Fe…c) Tính dẫn nhiệt: nhờ sự chuyển động của các electron tự do mang năng lượng (độngnăng) từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp của kim loại. Nói chung kim loạinào dẫn điện tốt thì dẫn nhiệt tốtd) Ánh kim: nhờ các electron tự do có khả năng phản xạ tốt ánh sáng khả kiến (ánh sángnhìn thấy)Tóm lại: những tính chất vật lí chung của kim loại như trên chủ yếu do các electron tự dotrong kim loại gây ra2. Tính chất riênga) Khối lượng riêng: phụ thuộc vào khối lượng nguyên tử, bán kính nguyên tử và kiểucấu trúc mạng tinh thể. Li là kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất (d = 0,5 g/cm3) vàosimi (Os) có khối lượng riêng lớn nhất (d = 22,6 g/cm3). Các kim loại có khối lượng riêngnhỏ hơn 5 g/cm3 được gọi là kim loại nhẹ (như Na, K, Mg, Al…) và lớn hơn 5 g/cm3được gọi là kim loại nặng (như Fe, Zn, Pb, Cu, Ag, Au…)b) Nhiệt độ nóng chảy: phụ thuộc chủ yếu vào độ bền liên kết kim loại. Kim loại cónhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg (–39oC, điều kiện thường tồn tại ở trạng thái lỏng) vàkim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là W (vonfam, 3410oC)c) Tính cứng: phụ thuộc chủ yếu vào độ bền liên kết kim loại. Kim loại mềm nhất lànhóm kim loại kiềm (như Na, K…do bán kính lớn, cấu trúc rỗng nên liên kết kim loại kémbền) và có những kim loại rất cứng không thể dũa được (như W, Cr…)IV – TÍNH CHẤT HÓA HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠITính chất đặc trưng của kim loại là tính khử (nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành iondương):M → Mn+ + ne1. Tác dụng với phi kimHầu hết các kim loại khử được phi kim điển hình thành ion âmVí dụ: 4Al + 3O2 2Al2O32Fe + 3Cl2 2FeCl3Hg + S → HgS2. Tác dụng với axita) Đối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng:M + nH+ → Mn+ + n/2H2(M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn)b) Đối với H2SO4 đặc, HNO3 (axit có tính oxi hóa mạnh):- Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với H2SO4 đặc, HNO3 sẽđạt số oxi hóa cao nhất- Hầu hết các kim loại phản ứng được với H2SO4 đặc nóng (trừ Pt, Au) và H2SO4 đặcnguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó S+6 trong H2SO4 bị khử thành S+4 (SO2) ; So hoặcS-2 (H2S)- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặcnguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó N+5 trong HNO3 bị khử thành N+4 (NO2)- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 loãng (trừ Pt, Au), khi đó N+5 trongHNO3 bị khử thành N+2(NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) hoặc N-3 (NH4+)- Các kim loại có tính khử càng mạnh thường cho sản phẩm khử có số oxi hóa càng thấp.Các kim loại như Na, K…sẽ gây nổ khi tiếp xúc với các dung dịch axitVí dụ: 2Fe + 6H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O4Mg + 5H2SO4 (đặc) 4MgSO4 + H2S + 4H2OCu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O3. Tác dụng với dung dịch muối- Điều kiện để kim loại M đẩy được kim loại X ra khỏi dung dịch muối của nó:+ M đứng trước X trong dãy thế ...