Đại cương về kim loại: Vị trí và cấu tạo của kim loại

Vị trí Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, kim loại ở những vị trí: - Phân nhóm chính nhóm I, II, III (trừ bo) - Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VIII - Họ lantan và họ actini (những nguyên tố xếp riêng ở dưới bảng). - Một phần của các phân nhóm chính nhóm IV, V, VI. Hiện nay người ta biết khoảng 109 nguyên tố hoá học, trong đó có trên 85 nguyên tố là kim loại. Các nguyên tố càng nằm ở bên trái, phía dưới của bảng, tính kim loại càng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đại cương về kim loại: Vị trí và cấu tạo của kim loại Đại cương về kim loạiVị trí và cấu tạo của kim loại 1. Vị trí Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, kim loại ở những vị trí: - Phân nhóm chính nhóm I, II, III (trừ bo) - Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VIII - Họ lantan và họ actini (những nguyên tố xếp riêng ở dưới bảng). - Một phần của các phân nhóm chính nhóm IV, V, VI. Hiện nay người ta biết khoảng 109 nguyên tố hoá học, trong đó có trên 85 nguyên tố làkim loại. Các nguyên tố càng nằm ở bên trái, phía dưới của bảng, tính kim loại càng mạnh. 2. Cấu tạo của nguyên tử kim loại - Nguyên tử kim loại có số electron ở lớp ngoài cùng nhỏ ( £ 4 ), dễ dàng cho đi trongcác phản ứng hoá học. - Trong cùng 1 chu kì, nguyên t ử của các nguyên tố kim loại có bán kính lớn hơn vàcó điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tố phi kim. Những nguyên tử có bánkính lớn là những nguyên tử nằm ở góc dưới, bên trái của bảng tuần hoàn. 3. Cấu tạo tinh thể kim loại - Các nguyên tử kim loại sắp xếp theo một trật tự xác định làm thành mạng lưới tinhthể kim loại. Nút của mạng lưới là các ion dương hoặc các nguyên tử trung hoà. Khoảngkhông gian giữa các nút lưới không thuộc nguyên tử nào, làm thành khí electron mà cácnguyên tử kim loại ở nút lưới liên kết với nhau tạo thành mạng lưới bền vững. Liên kết sinh ra trong mạng lưới kim loại do các e tự do gắn các ion dương kim loạilại với nhau gọi là liên kết kim loại. Đặc điểm của liên kết kim loại: - Do tất cả các e tự do trong kim loại tham gia. - Liên kết kim loại do tương tác tĩnh điện giữa các ion dương và các e tự do.Tính chất vật lý - Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (tinh thể), trừ Hg là chất lỏng.Nhiệt độ nóng chảy rất khác nhau. - Người ta phân biệt : Các kim loại đen (gồm Fe, Mn, Cr) và kim loại màu (các kimloại còn lại). - Kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính dẻo, có ánh kim. Do đặc tính cấu tạo của mạng lưới kim loại ta giải thích tính chất vật lý của nó a) Tính dẫn điện và dẫn nhiệt - Khi nối 2 đầu thanh kim loại với 2 cực của nguồn điện. Dưới tác dụng của điệntrường, các e tự do chuyển động theo 1 hướng xác định làm thành dòng điện trong kimloại. - Khi đun nóng kim loại tại 1 điểm nào đó, các nút lưới (nguyên tử, ion) ở điểm đónhận thêm năng lượng, dao động mạnh lên và truyền năng lượng cho các e tự do. Các etự do lại truyền năng lượng cho các nút xa hơn. Và cứ như thế năng lượng (dạng nhiệt)được truyền ra khắp thanh kim loại. Đó là bản chất tính dẫn nhiệt của kim loại. b) Tính dẻo (dễ kéo dài, dát mỏng): Khi tác dụng lực cơ học lên thanh kim loại, một số nút mạng lưới kim loại có thể bị xêdịch, nhưng mối liên kết giữa các lớp nút trong mạng nhờ các e tự do vẫn được bảo toàn,do đó mạng lưới tinh thể vẫn bền vững, mặc dù hình dạng thanh kim loại bị thay đổi.Tính chất hoá học. 1. Nhận xét chung Do đặc điểm cấu tạo, các nguyên tử kim loại dễ dàng cho e hoá trị, thể hiện tính khử: So sánh tính khử của kim loại : Đi từ đầu đến cuối dãy thế điện hóa của các kim loạithì tính khử giảm dần. K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au. 2. Các phản ứng đặc trưng: a) Phản ứng với oxi : - Ở to thường, phần lớn kim loại phản ứng với O2 của không khí tạo thành lớp bảo vệcho kim loại không bị oxi hoá tiếp tục. - Khi nung nóng, phần lớn kim loại chảy trong oxi. Ví dụ: b) Phản ứng với halogen và các phi kim khác - Với halogen: các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng ngay ở t o thường. Các kimloại khác phản ứng yếu hơn, phải đun nóng. Hợp chất tạo thành ở đó kim loại có hoá trịcao: - Với phi kim khác (yếu hơn) phải đun nóng : c) Phản ứng với hiđro: Kim loại kiềm và kiềm thổ phản ứng tạo hợp chất hiđrua kim loại dạng muối, ở đó sốoxi hoá của H là -1 d) Phản ứng với nước: - Ở to thường, chỉ có các kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng được với nước tạo thànhH2 và hiđroxit kim loại. Một số kim loại yếu hơn tạo thành lớp bảo vệ hiđroxit hoặc tạothành axit. - Ở nhiệt độ nóng đỏ, những kim loại đứng trước hiđro trong dãy thế điện hoá phảnứng với hơi nước. Ví dụ: e) Với axit thường (HCl, H2SO4 loãng) Phản ứng xảy ra dễ dàng khi: - Kim loại đứng trước H2. - Muối tạo thành phải tan g) Với axit oxi hoá (HNO3, H2SO4 đặc nóng) Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng được với HNO3 (đặc hoặc loãng),H2SO4 (đặc, nóng), - Với HNO3 đặc: (Khí duy nhất bay ra là NO2 màu nâu). - Với HNO3 loãng: Tuỳ theo độ mạnh của kim loại và độ loãng của axit, sản phẩm khí bay ra có thể là N2,N2O, NO. Đối với kim loại mạnh và axit rất loãng, sản phẩm là NH4NO3. Ví dụ: - Với axit H2SO4 đặc nóng. Kim loại + H2SO4 đ.n ® muối + (H2S, S, SO2) + H2O. Tuỳ theo độ mạnh của kim loại mà sản phẩm của sự khử S+6 (trong H2SO4) là H2S, Shay SO2. Kim loại càng mạnh thì ...