Lý thuyết đại cương về kim loại và hợp kim

Lý thuyết đại cương về kim loại và hợp kim trình bày vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn; tính chất và ứng dụng của hợp kim; một số khái niệm trong chương: cặp oxi hóa – khử, pin điện hóa, suất điện động chuẩn của pin điện hóa, thế điện cực chuẩn của kim loại, sự điện phân (các phản ứng hóa học xảy ra ở các điện cực).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết đại cương về kim loại và hợp kimMỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG1. Kiến thứcBit:- Vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn- Tính chất và ứng dụng của hợp kim- Một số khái niệm trong chương: cặp oxi hóa – khử, pin điện hóa, suất điện động chuẩn của pinđiện hóa, thế điện cực chuẩn của kim loại, sự điện phân (các phản ứng hóa học xảy ra ở cácđiện cực)Hiu:- Giải thích được những tính chất vật lí, tính chất hóa học chung của kim loại. Dẫn ra đượcnhững ví dụ minh họa và viết các PTHH- Ý nghĩa của dãy điện hóa chuẩn của kim loại:+ Xác định chiều của phản ứng giữa chất oxi hóa và chất khử trong hai cặp oxi hóa – khử+ Xác định xuất điện động chuẩn của pin điện hóa- Các phản ứng hóa học xảy ra trên các điện cực của pin điện hóa khi hoạt động và của quá trìnhđiện phân chất điện li- Điều kiện, bản chất của sự ăn mòn điện hóa và các biện pháp phòng, chống ăn mòn kim loại- Hiểu được các phương pháp điều chế những kim loại cụ thể (kim loại có tính khử mạnh, trungbình, yếu)2. Kĩ năng- Biết vận dụng dãy điện hóa chuẩn của kim loại để:+ Xét chiều của phản ứng hóa học giữa chất oxi hóa và chất khử trong hai cặp oxi hóa – khử củakim loại+ So sánh tính khử, tính oxi hóa của các cặp oxi – khử+ Tính suất điện động chuẩn của pin điện hóa- Biết tính toán khối lượng, lượng chất liên quan với quá trình điện phân (tính toán theo phươngtrình điện phân và tính toán theo sự vận dụng định luật Faraday)- Thực hiện được những thí nghiệm chứng minh tính chất của kim loại, thí nghiệm về pin điệnhóa và sự điện phân, những thí nghiệm về ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại KIM LOẠI VÀ HỢP KIMA – 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 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 lànhững nguyên tố f* Nhn 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) nhìnchung lớn hơn bán kính nguyên tử các nguyên tố phi kim (ở phía trên, bên phải bảng tuần hoàn)2. Cấu tạo mạng tinh thể kim loại (SGK lớp 10 trang 91)Có ba kiểu mạng tinh thể kim loại đặc trưng là lập phương tâm khối, lập phương tâm diện và lụcphương3. Liên kết kim loạiLà liên kết hóa học hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại nằm ở các nút mạngtinh thể và các electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loại Ion dương kim loại Hút nhauIII – 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 ánh kima) Tính dẻo: các lớp mạng tinh thể kim loại khi trượt lên nhau vẫn liên kết được với nhau nhờ lựchút tĩnh điện của các electron tự do với các cation kim loại. Những kim loại có tính dẻo 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 tác dụngcủa điện trường. Nói chung nhiệt độ của kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại cànggiảm. 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 (động năng) từvùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp của kim loại. Nói chung kim loại nào dẫn điện tốtthì dẫn nhiệt tốtd) Ánh kim: nhờ các electron tự do có khả năng phản xạ tốt ánh sáng khả kiến (ánh sáng nhìnthấy)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 kiểu cấu trúc 3mạng tinh thể. Li là kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất (d = 0,5 g/cm ) và osimi (Os) có khối 3 3lượng riêng lớn nhất (d = 22,6 g/cm ). Các kim loại có khối lượng riêng nhỏ hơn 5 g/cm được 3gọi là kim loại nhẹ (như Na, K, Mg, Al…) và lớn hơn 5 g/cm được 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 có nhiệt độ nóng ochảy thấp nhất là Hg (–39 C, điều kiện thường tồn tại ở trạng thái lỏng) và kim loại có nhiệt độ ...