Tính chất của kim loại cơ bản đầy đủ chi tiết nhất

Ngọc Quốc Tháng Năm 27, 2021

Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn. Cấu tạo của kim loại. Tính chất vật lý của kim loại: Tỉ khối, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng. Tính chất hoá học và điều chế kim loại

Trong đời sống của chúng ta, không khó để bắt gặp một đồ vật được làm từ kim loại. Điều đó cho thấy kim loại khá phổ biến và có vai trò rất quan trọng trong đời sống của chúng ta. Vậy kim loại có vị trí ở đâu trong bảng tuần hoàn, cấu tạo của nó như thế nào và có tính chất ra sao? Bài viết này, HocThatGioi sẽ giải đáp cho các bạn một cách đầy đủ chi tiết nhất. Vậy nên các bạn cứ tham khảo tự nhiên nhé!

Tính chất của kim loại cơ bản đầy đủ chi tiết nhất 2 — Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. 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 là những nguyên tố f

2. Cấu tạo kim loại

2.1 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 nhìn chung lớn hơn bán kính nguyên tử các nguyên tố phi kim

2.2 Cấu tạo mạng tinh thể kim loại

Có ba kiểu mạng tinh thể kim loại đặc trưng là lập phương tâm khối, lập phương tâm diện và lục phương

2.3 Liên kết kim loại

Là liên kết hóa học hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại nằm ở các nút mạng tinh thể và các electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loại.

3. Tính chất vật lý của kim loại

3.1 Tính chất vật lý chung của kim loại

Kim loại có 4 tính chất vật lí chung không thể không nhớ là:

Dẻo
Dẫn điện
Dẫn nhiệt
Ánh kim.

3.2 Một số tính chất vật lí riêng của kim loại

Tỉ khối: của các kim loại rất khác nhau nhưng thường dao động từ $0,5 (Li)$ đến $22,6 (Os)$ . Thường thì:

$d < 5$ : kim loại nhẹ $(K, Na, Mg, Al)$ .
$d > 5$ : kim loại nặng $(Zn, Fe...)$ .

Nhiệt độ nóng chảy: biến đổi từ $-39^oC (Hg)$ đến 3410^oC (W). Thường thì:

$t < 10000^oC$ : kim loại dễ nóng chảy.
$t > 15000^oC$ : kim loại khó nóng chảy (kim loại chịu nhiệt).

Tính cứng: Biến đổi từ mềm đến rất cứng.

Lưu ý: Tỷ khối, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng của kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kiểu mạng tinh thể; mật độ e; khối lượng mol của kim loại…

4. Tính chất hóa học của kim loại

Tính chất đặc trưng của kim loại là tính khử (nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành ion dương)

Ví dụ: $M \to Mn^+ + ne$

4.1 Tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại khử được phi kim điển hình thành ion âm

Ví dụ:

$4Al + 3O_2 \overset{t^o}{\rightarrow} 2Al_2O_3$ .
$2Fe +3Cl_2 \overset{t^o}{\rightarrow} 2FeCl_3$ .
$Hg+S \rightarrow HgS$ .

4.2 Tác dụng với axit

Đối với dung dịch $HCl, H_2SO_4$ loãng:

$M + nH^+ → Mn^+ + \frac{n}{2}H_2$ (M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn)

Đối với $H_2SO_4$ đặc, $HNO_3$ (axit có tính oxi hóa mạnh):

Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với $H_2SO_4$ đặc, $HNO_3$ sẽ đạt số oxi hóa cao nhất.
Hầu hết các kim loại phản ứng được với $HNO_3$ và $H_2SO_4$ đặc (trừ $Pt, Au$ )

Lưu ý:

$Fe, Al, Cr$ bị thụ động hóa trong $H_2SO_4$ và $HNO_3$ đặc nguội.
Khi đó $S^{+6}$ $H_2SO_4$ bị khử thành $S^{+4}(SO_2)$ ; $S^0$ hoặc $S^{-2}$ $(H_2S)$
Trong $HNO_3$ đặc $N^{+5}$ bị khử thành $N^{+4} (NO_2)$
Với $HNO_3$ loãng $N^{+5}$ bị khử thành $N^{+2}(NO); N^{+1} (N_2O); N^0 (N_2); N^{-3} (NH^{4+})$
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 axit

Ví dụ:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

4.3 Tác dụng với dung dịch muối

Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.
Với các kim loại không tan trong nước, kim loại hoạt động đẩy được kim loại kém hoạt động ra khỏi dung dịch muối của chúng theo quy tắc α.

Fe + CuSO_4 \to FeSO_4 + Cu

Chú ý:

$2Fe^{3+}+Fe \rightarrow 3Fe^{2+}$
$Cu+ 2Fe^{3+} \rightarrow Cu^{2+}+2Fe^{2+}$
$F2^{2+}+Ag^+ \rightarrow Ag+ Fe^{3+}$

4.4 Tác dụng với dung dịch kiềm

Các kim loại mà hiđroxit của chúng có tính lưỡng tính như $Al, Zn, Be, Sn, Pb$ … tác dụng được với dung dịch kiềm (đặc).

$2Al + 6H_2O + 2NaOH \to 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$ .

4.5 Tác dụng với oxit kim loại

Các kim loại mạnh khử được các oxit kim loại yếu hơn ở nhiệt độ cao thành kim loại

Ví dụ: $2Al +Fe_2O_3 \overset{t^o}{\rightarrow} 2Fe + Al_2O_3$ .

5. Điều chế kim loại

Nguyên tắc điều chế: Khử ion kim loại thành kim loại

$M^{n+} + ne → M$ .

Một số phương pháp điều chế thường thấy đó lá phương pháp nhiệt luyện, phương pháp thủy luyện và phương pháp điện phân

5.1 Phương pháp nhiệt luyện

Nguyên tắc: dùng chất khử $CO, C, Al, H_2$ khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
Phạm vi sử dụng: thường dùng trong công nghiệp với kim loại sau $Al.$

Ví dụ:

$PbO + C \to Pb + CO$ .
$Fe_2O_3 + 3CO \to 2Fe + 3CO_2$ .

5.2 Phương pháp thủy luyện

Nguyên tắc: Dùng dung dịch thích hợp ( $HCl, HNO_3$ , nước cường toan, CN^–…) hòa tan nguyên liệu sau đó lấy kim loại mạnh (không tan trong nước) đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch của nó.
Phạm vi sử dụng: thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại sau $Mg$ (thường là kim loại yếu).

Ví dụ:

Vàng lẫn trong đất đá có thể hòa tan dần trong dung dịch $NaCN$ cùng với oxi của không khí, được dung dịch muối phức của vàng:

$4Au + 8NaCN + O_2 + 2H_2O \to 4Na[Au(CN)_2] + 4NaOH$ .

Sau đó, ion $Au^{3+}$ trong phức được khử bằng kim loại $Zn$ :

$Zn + 2Na[Au(CN)_2] \to Na-2[Zn(CN)_4] + 2Au$ .

5.3 Phương pháp điện phân

Điện phân nóng chảy

Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit).
Phạm vi sử dụng: có thể dùng để điều chế tất cả các kim loại nhưng thường dùng với kim loại mạnh: K, Na, Mg, Ca, Ba và Al.

Điện phân dung dịch

Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó.
Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế các kim loại yếu.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Tính chất của kim loại cơ bản đầy đủ chi tiết nhất. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi nhá. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!