Đại cương về kim loại

[liti]

Đại cương về kim loại
1. Cấu tạo nguyên tử :
* Phân nhóm chính nhóm A:
electron cuối xếp vào np hay ns
Đối với kim loại nhóm A ngoài cùng thường có 1,2,3 e là chủ yếu hoăc. Một số kim loại có nhiều hơn như Sn,Pb(4),Bi(5), P(6).

* Phân nhóm phụ nhóm B
e cuối xếp vào (n-1)d hay (n-2)f
e ngoài gần như ổn định: hay . Việc điền e xảy ra ở lớp phía trong.

* Cấu trúc tinh thể : gồm 3 loại
- Lập phương tâm diện
- Lập phương tâm khối
- Lăng trụ lục giác đều
Các ion nằm ở nút mạng tinh thể không chuyển động tự do mà dao động xung quanh vị trí cân bằng, các e chuyển động tự do trong phần rỗng còn lại của tinh thể. Sự chuyển động tự do của các e góp phần làm ổn định cấu trúc
Còn cụ thể hơn, sau này sẽ xét ở phần khác ^___^

2. Tính chất vật lý chung
+ Chủ yếu tồn tại ở trạng thái rắn (trừ Hg thể lỏng)
+ Kim loại đen : Fe, Mn, Cr, còn lại là kim loại màu
+ Có tính dẫn nhiệt, dẫn điện
+ Dẻo, dễ dát mỏng
+ Có ánh kim

Câu hỏi, giải thích các tính chất này: dẫn nhiệt, điện, dẻo, dễ dát mỏng và có ánh kim????

3. Tính chất hóa học chung
+ Dãy hoạt động hóa học (thôi post làm chi nhỉ, mấy cái thứ đó đâu dùng lắm, phiền mọi người về tra thế khử chuẩn, khi nào có dịp post lên sau)
+ Tác dụng với phi kim, , axit, bazơ, muối, pư nhiệt nhôm
4. Điều chế
* Nhiệt luyện: Khử các ion kim loại ở nhiệt độ cao, trạng thái khô rắn.
Điều kiện: điều chế các kim loại trung bình, yếu (sau Al)



* Thủy luyện : Khử các kim loại trong nước:
Điều kiện: dùng điều chế kim loại kém hoạt động hơn Al, Mg


* Điện phân: Điều chế được tất cả
+ Đối với kim loại kiềm, kiềm thổ, Al, điện phân nóng chảy hợp chất của nó
+ Sau Al: Điện phân dung dịch

5. Sự ăn mòn kim loại
* Định nghĩa: là sự phá hủy kim loại hay hợp kim dưới tác dụng hóa học của môi trường.
Phân biệt sự ăn mòn kim loại với sự phá hủy cơ học: uốn cắt, dập KL

* Có 2 dạng ăn mòn kim loại:
1. Sự ăn mòn hóa học: Cũng là sự ăn mòn kim loại do tác dụng trực tiếp của môi trường
Ví dụ:

+ Bản chất : Kim loại bị oxi hóa thành ion . Nhưng đây là sự ăn mòn trực tiếp. Nghĩa là e của kim loại đã di chuyển trực tiếp tới chất oxihoá
+ Điều kiện : Thường xảy ra ở nhiệt độ cao. Kim loại tiếp xúc trực tiếp với môi trường.
Chú ý: ở nhiệt độ cao, bề mặt kim loại trở nên khô và thoáng mới xảy ra sự tiếp xúc trực tiếp được

2. Sự ăn mòn điện hóa :
a) Kim loại nguyên chất rất khó bị ăn mòn so với kim loại không nguyên chất
Câu hỏi: Giải thích trong trường hợp Fe nguyên chất rất khó bị ăn mòn???

b) Kim loại không nguyên chất bị ăn mòn nhanh
+ Bản chất : Đây cũng là hiện tượng ăn mòn kim loại gọi là ăn mòn điện hóa, tức là oxi hóa kim loại bị ăn mòn thành ion H +
Đặc biệt:sự ăn mòn này có phát sinh dòng điện và đây là sự ăn mòn gián tiếp. e của kim loại không di chuyển trực tiếp tới chất OXH mà di chuyển tới một phần tử trung gian làm điện cực .

+ Định nghĩa: Sự ăn mòn điện hóa là sự ăn mòn kim loại có phát sinh dòng điện. Hóa năng biến thành điện năng.

+ Điều kiện: Trên bề mặt kim loại bị ăn mòn xuất hiện kim loại khác yếu hơn. (Vd: ) hoặc phi kim hay hợp chất
Kim loại đó nằm trong dung dịch điện li (, kk ẩm)

+ Cơ chế: Để hiểu rõ chúng ta xét ví dụ này nhé: Một thanh sắt bị lẫn Cu được nhúng trong dung dịch , bị hòa tan rất nhanh và bốc mạnh từ phía
Xảy ra tại chỗ tiếp xúc trong axit đã tạo thành vô số pin Vôn ta nhỏ
e di chuyển tới bề mặt Cu và tại đó :



* Nguyên tắc và phương pháp bảo vệ kim loại
1. Nguyên tắc
+ Phủ lên bề mặt kim loại một kim loại kém hoạt động hoặc một chất bảo vệ chống sự oxihoá
+ Thay đổi thành phần môi trường
+ Chế tạo những hợp kim siêu bền, kém hoạt động

2. Phương pháp
a) Sơn, tráng men
- Men là một loại thủy tinh được tráng lên bề mặt kim loại (men dễ vỡ vụn)
- Bôi dầu mỡ
- Tráng kim loại: Phủ Zn lên bề mặt Fe (tôn), phủ Sn lên bề mặt Fe (sắt tây)
- Mạ kim loại: Mạ Ni lên sắt, mạ Pt, Au lên Cu
- Thêm utropin vào dung dịch HCl thì dung dịch này không hòa tan được thép (chất ức chế)

 

[thoa812]

Kim loại

Trong hóa học, kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) 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 đám mây các 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.

Các phi kim phổ biến hơn các kim loại trong tự nhiên, nhưng các kim loại chiếm phần lớn vị trí trong bảng tuần hoàn, khoảng 80 % các nguyên tố là kim loại. Một số kim loại được biết đến nhiều nhất là nhôm, đồng, vàng, sắt, chì, bạc, titan, urani và kẽm.

Các thù hình của kim loại có xu hướng có ánh kim, dễ kéo, dễ dát mỏng và là chất dẫn điện và nhiệt tốt, trong khi đó các phi kim nói chung là dễ vỡ (đối với phi kim ở trạng thái rắn), không có ánh kim, và là chất dẫn nhiệt và điện kém.


Thuộc tính vật lý

Các kim loại có những đặc trưng sau: chúng thông thường có ánh kim, có khối lượng riêng tương đối lớn, dễ kéo dài và dát mỏng, thông thường có điểm nóng chảy cao, cứng, có khả năng dẫn nhiệt và điện tốt. Các thuộc tính này chủ yếu là do mỗi nguyên tử chỉ có liên kết lỏng lẻo với các điện tử ở lớp ngoài cùng của nó (các điện tử hóa trị); vì thế các điện tử hóa trị tạo ra một lớp mây xung quanh các ion kim loại. Phần lớn các kim loại về mặt hóa học là ổn định, với ngoại lệ đáng kể là các kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ, chúng nằm ở tận cùng bên trái trong bảng tuần hoàn và có độ hoạt động hóa học rất mạnh.Nói chung kim loại là những nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron hóa trị để trở thành ion dương. Nguyên tử kim loại không thể nhận thêm electron, vì thế không bao giờ trở thành ion âm.

Hầu hết kim loại ở thể rắn tại nhiệt độ phòng (25 C), trừ Thuỷ Ngân ( Hg ) la ở thể lỏng ở nhiệt độ phòng.


Tính chất hóa học


Phần lớn các kim loại hoạt động hóa học khá mạnh, phản ứng với oxi trong không khí để tạo thành oxit sau một khoảng thời gian khác nhau (ví dụ như sắt bị rỉ suốt mấy năm nhưng kali bùng cháy chỉ trong vài giây). Kim loại kiềm phải ứng mãnh liệt nhất, kế tiếp là kim loại kiềm thổ. Ví dụ:

4Na + O[SUB]2[/SUB] \sr 2Na[SUB]2[/SUB]O (Natri oxit)

2Ca + O[SUB]2[/SUB] \sr 2CaO (Calci oxit)

4Al + 3O[SUB]2[/SUB]\sr 2Al[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB] (Nhôm oxit)

Những kim loại chuyển tiếp bị oxi hóa trong thời gian dài hơn (như sắt, đồng, chì, niken). Một số khác, như paladi, bạch kim hay vàng, không hề phản ứng. Một số kim loại hình thành một lớp màng oxit vững chắc trên bề mặt của chúng khiến phân tử oxi không thể xuyên qua được làm cho chúng vẫn giữ được ánh kim và tính dẫn điện tốt qua hàng thập kỷ (như nhôm, một số loại thép và titan). Các oxit của kim loại mang thuộc tính bazơ (trái ngược với các oxit phi kim, vốn mang tính axit).

Sơn hay phủ một lớp oxit lên kim loại là một cách khá hiệu quả nhằm ngăn ngừa sự ăn mòn. Tuy nhiên, phải chọn một kim loại hoạt động mạnh hơn trong dãy điện hóa kim loại để phủ lên, đặc biệt khi lớp phủ có thể bị mẻ. Nước và hai kim loại tạo nên một pin điện hóa, và nếu lớp phủ kém hoạt động hơn vật phủ thì lớp phủ thực ra sẽ đẩy nhanh sự ăn mòn.

Phân loại

Kim loại cơ bản

Trong hóa học, cụm từ "kim loại cơ bản" được dùng để ám chỉ 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. Thông thường, cụm từ này trái nghĩa với kim loại hiếm.

Trong giả kim thuật, một kim loại cơ bản là một kim loại thông dụng và rẻ tiền, đối lập với kim loại quý như vàng hay bạc. Suốt một thời gian dài, mục tiêu của các nhà giả kim thuật là tạo ra kim loại quý từ kim loại cơ bản.

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