Kiến thức

Kim loại là gì? Định nghĩa, khái niệm

Kim loại là gì?

Kim loại là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong các đám mây điện tử.

Các kim loại là một trong ba nhóm các nguyên tố được phân biệt bởi độ ion hóa và các thuộc tính liên kết của chúng, cùng với các á kim và các phi kim. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, đường chéo vẽ từ bo (B) tới poloni (Po) chia tách các kim loại với các phi kim. Các nguyên tố trên đường này là các á kim, đôi khi còn gọi là bán kim loại; các nguyên tố ở bên trái của đường này là kim loại; các nguyên tố ở góc trên bên phải đường này là các phi kim.

Phân loại kim loại

Kim loại cơ bản

Các kim loại bị oxi hóa hoặc ăn mòn khá dễ dàng và phản ứng khác nhau với axit clohidric loãng để tạo ra hydro. Một số ví dụ là sắt, niken, chì và kẽm. Đồng được xem là một kim loại cơ bản khi nó bị oxi hóa khá dễ dàng, mặc dù nó không phản ứng với HCl.

Kim loại đen

Gồm sắt, titan, crôm, và nhiều kim loại đen khác. Kim loại đen là kim loại màu đen, có nguồn gốc từ hai trăm triệu năm trước. Nhà địa lý học (có bản ghi: nhà bác học) Lê Quý Đôn tìm thấy nó năm 1743, lúc ông 17 tuổi. Ông cùng cha là Lê Trọng Thứ đi tìm cổ vật

Kim loại màu

Gồm bạc, vàng, đồng, kẽm, và nhiều kim loại màu khác. Kim loại màu là kim loại có các màu như màu vàng, màu ghi (bạc), đồng… Kim loại màu không có màu đen như kim loại đen.

Kim loại đúc nên đồ vật

Trong ngành đúc tiền xưa, các đồng xu được định giá bằng lượng kim loại quý mà chúng chứa. Kim loại này được gọi tắt là kim loại đúc.

Đặc điểm cấu tạo nguyên tử

 Kim loại có các tính chất khác nhau là do tổ chức bên trong của chúng khác nhau. Vật chất do các nguyên tử tạo thành.

Mỗi nguyên tử là một hệ thống phức tạp bao gồm hạt nhân (có chứa notron, proton…) và các lớp điện tử bao quanh nó (điện tử có điện tích âm). Đối với kim loại người ta thường hay quan tâm đến lớp điện tử ngoài cùng (vì lớp bên trong rất bền vững)

 Đặc điểm quan trọng nhất về cấu tạo nguyên tử của kim loại là số điện tử hoá trị ( số điện tử ngoài cùng đối với kim loại thông thường và ở lớp sát ngoài đối với kim loại chuyển tiếp). Số điện tử này là rất ít thường chỉ 1 đến 2 điện tử. Những điện tử này rất dễ bị bứt đi và trở thành điện tử tự do, còn nguyên tử trở thành ion dương.

Hành vi của điện tử tự do quyết định nhiều các tính chất đặc trưng của kim loại. Bình thường các điện tử tự do không bị ràng buộc bởi các nguyên tử sẽ chuyển động hỗn loạn theo mọi phương tạo nên lớp “khí điện tử” bao quanh các ion dương

Mỗi nguyên tử gồm có: hạt nhân mang điện tích dương ở giữa và các điện tử mang điện tích âm quay xung quanh.

Khi hai đầu dây kim loại có một hiệu điện thế các điện tử tự do sẽ chuyển động theo một hướng nhất định tạo nên dòng điện do đó kim loại có tính dẫn điện cao.

Các điện tử mang điện tích âm này dịch chuyển xung quanh hạt nhân trên các quỹ đạo riêng của nó, đặc biệt là các điện tử ở quỹ đạo ngòai cùng ở mạng tinh thể kim loại còn gọi là điện tử tự do. Vì chúng dể bật ra khỏi quỹ đạo của chúng. Chính các điện tử tự do này tạo nên tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt cũng như cơ tính của kim loại.

Khi kim loại bị nung nóng, dao động nhiệt của các ion dương tăng lên làm tăng trở lực cho sự chuyển động định hướng của các điện tử tự do do vậy điện trở tăng lên Tính dẫn nhiệt cũng được giải thích bằng sự truyền động năng của các điện tử tự do và của ion dương. Điện tử tự do khi hấp thụ năng lượng của ánh sáng chiếu tới bị kích động lên mức năng lượng cao hơn khi trở về mức năng lượng cũ nó phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ

Tính chất vật lý của kim loại

Bạn đang xem: Kim loại là gì? Định nghĩa, khái niệm

Tính chất chung 

Mỗi kim loại đều có một số tính chất vật lý chung đó là: tính dẻo, tính dẫn điện và tính dẫn nhiệt. 

  • Tính dẻo: Ta có thể dễ dàng dát mỏng thanh kim loại, tác dụng lực làm biến dạng chúng nhưng không phá vỡ liên kết. Kim loại có tính dẻo cao nhất theo thứ tự giảm dần : Au, Ag, Al, Cu,…

  • Tính dẫn điện: Kim loại dẫn được điện nhờ dòng electron chuyển động có hướng trong kim loại. Kim loại khác nhau thì có tính dẫn điện khác nhau. Các kim loại dẫn điện tốt nhất theo thứ tự giảm dần là: Ag, Cu, Au, Al, Fe,…

  • Tính dẫn nhiệt: Tính chất này của kim loại cũng là nhờ các electron tự do có trong kim loại. Khi đốt nóng một đầu thanh kim loại, các electron tự do ở vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động đến vùng có nhiệt độ thấp hơn và truyền năng lượng cho các ion dương ở đây, làm đầu kia của thanh kim loại cũng nóng lên. Vì vậy kim loại có tính dẫn nhiệt. Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt như: Ag, Cu, Al, Fe,..

Xem thêm: Tia Rơn-ghen (tia X) có

Tính chất riêng

Khối lượng riêng:

  • Li là kim loại có khối lượng riêng nhỏ nhất, D=0,5g/cm3.
  • Os có khối lượng riêng lớn nhất: D=22,6g/cm3
  • Kim loại khác nhau sẽ khác nhau về khối lượng riêng (KLR). Quy ước kim loại có KLR nhỏ hơn 5g/cm3 là những kim loại nhẹ như Na, K, Mg, Al,…
  • Kim loại có KLR lớn hơn 5g/cm3 là kim loại nặng: Fe, Zn, Pb, Cu,…

Nhiệt độ nóng chảy:

  • Kim loại khác nhau cũng khác nhau về nhiệt độ nóng chảy.
  • Hg có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là -39 độ C
  • W(vonfam) nóng chảy ở 3410 độ C là cao nhất.

Tính cứng: Kim loại khác nhau sẽ có tính cứng khác nhau. Có kim loại dùng dao cắt dễ dàng như Na, K…Cũng có kim loại rất cứng không dũa được như W, Cr,…

Tính chất hóa học của kim loại

Tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại đều khử được phi kim

Xem thêm: Bài tập cơ bản về xác định công thức oxit sắt

Tác dụng với axit

  • Đối với dd HCl, H2SO4 loãng: Các kim loại đứng trước hidro trong dãy điện hóa mới có thể tác dụng với dd axit loãng tạo hidro

  • Đối với dd H2SO4, HNO3 đặc nóng: Hầu hết các kim loại (trừ Pt, Au) khử được N, S trong các axit này xuống mức oxi hóa thấp hơn.

Xem thêm: Bảng tra thép hình chữ C

Tác dụng với dung dịch muối

Kim loại hoạt động khử được ion kim loại kém hơn trong dd muối thành kim loại tự do.

Tác dụng với nước

  • Kim loại có tính khử mạnh và trung bình có thể khử được nước ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao.

  • Những kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag, Hg… không khử được nước dù ở nhiệt độ cao.

Người đăng: hoy


Time: 2020-09-21 14:54:55

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button