Kim loại học - Phần 1

Hiện nay người ta đã biết hơn 100 nguyên tố hóa học gồm hai loại ;kim loại và ánh kim, trong đó kim loạichiếm tới ¾ . để phân biệt được hai loại này ta phải dựa vào hệ số nhiệt độ của điện trở : đối với kim loại hệsố này là dương (+), tức là khi tăng nhiệt độ ,điện trở xẽ tăng lên, đối với ánh kim hệ số này là âm (-)
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kim loại học - Phần 1Tiểu luân môn Kim Loại Học- thực hiện Nguyễn Văn Khải Phần I Đại cương về kim loại1.1 Kim loại là gìHiện nay người ta đã biết hơn 100 nguyên tố hóa học gồm hai loại ;kim loại và ánh kim, trong đó kim loạichiếm tới ¾ . để phân biệt được hai loại này ta phải dựa vào hệ số nhiệt độ của điện trở : đối với kim loại hệsố này là dương (+), tức là khi tăng nhiệt độ ,điện trở xẽ tăng lên, đối với ánh kim hệ số này là âm (-)1.1.1 Liên kết kim loạiLà liên kết kim loại hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại nằm ở các nút mạng tinh thể vàcác electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loại Ion dương kim loại HútnhauKim loại có những tính chất vật lí chung là: tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và ánh kima) Tính dẻo: các lớp mạng tinh thể kim loại khi trượt lên nhau vẫn liên kết được với nhau nhờ lực hút tĩnhđiện của các electron tự do với các cation kim loại. Những kim loại có tính dẻo cao là Au, Ag, Al, Cu, Zn… 1Tiểu luân môn Kim Loại Học- thực hiện Nguyễn Văn Khảib) Tính dẫn điện: nhờ các electron tự do có thể chuyển dời thành dòng có hướng dưới tác dụng của điệntrường. Nói chung nhiệt độ của kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm. Kim loại dẫn điệntốt 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 (động năng) từ vùng có nhiệtđộ cao đến vùng có nhiệt độ thấp của kim loại. Nói chung kim loại nào 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 sáng nhìn thấy)1.1.2 những tính chất vật lí chung của kim loại như trên chủ yếu do các electron tự do trong kim loại gâyra3. Cấu tạo tinh thể của các kim loạiHầu hết các kim loại ở điều kiện thường đều tồn tại dưới dạng tinh thể (trừ Hg).Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút của mạng tinh thể. Các electron hoá trị liên kếtyếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể.Đa số các kim loại tồn tại dưới ba kiểu mạng tinh thể phổ biến sau :a) Mạng tinh thể lục phươngTrong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là cáckhe rỗng. Thuộc loại này có các kim loại : Be, Mg, Zn,... b) Mạng tinh thể lập phương tâm diệnCác nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lậpphương.Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26%là các khe rỗng. Thuộc loại này có các kim loại : Cu, Ag, Au, Al,...c) Mạng tinh thể lập phương tâm khốiCác nguyên tử, ion dương kim loại nằm trên các đỉnh và tâm của hình lập phương.Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chỉ chiếm 68%, còn lại 32%là các khe rỗng. Thuộc loại này có các kim loại : Li, Na, K, V, Mo,...1.1.3 Tính chất vật lí chung của kim loại1. Tính dẻoKhác với phi kim, kim loại có tính dẻo : dễ rèn, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi. Vàng là kim loại có tính dẻo cao,có thể dát thành lá mỏng đến mức ánh sáng có thể xuyên qua.Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà khôngtách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau.2. Tính dẫn điệnKhi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron tự do trong kim loại sẽ chuyển động thànhdòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện. 2Tiểu luân môn Kim Loại Học- thực hiện Nguyễn Văn KhảiKim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe,...Nhiệt độ của kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ cao, các ion dương daođộng mạnh cản trở dòng electron chuyển động.3. Tính dẫn nhiệtTính dẫn nhiệt của các kim loại cũng được giải thích bằng sự có mặt các electron tự do trong mạng tinh thể.Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng cónhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng nàyđến vùng khác trong khối kim loại.Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt.4. ánh kimCác electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻsáng lấp lánh gọi là ánh kim1.2 .1 Sắt các bon1. Cac bon (C): Cacbon lµ nguyªn tè ¸ kim, cã hai d¹ng thï h×nh: GraphÝt (gang) vµ Kim c ¬ng. ë ®iÒukiÖn thêng Cacbon æn ®Þnh ë thÓ GraphÝt, cßn Kim c ¬ng æn ®Þnh ë nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao.Trong hîp kim S¾t – Cacbon, Cacbon ë thÓ GraphÝt (G). GraphÝt cã kiÓu m¹ng lôc gi¸c; mÒm. Trongthiªn nhiªn phÇn lín Cacbon ë d¹ng v« ®Þnh h×nh (c¸c lo¹i than).2. ...