Phần 3: KIM LOẠI

Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI.

I. VỊ TRÍ, CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI:
1.Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn:
- Các kim loại (KL) là những nguyên tố họ s.(nhóm IA (trừ H) và nhóm IIA).
- Là những KL họ p: nhóm IIIA (trừ B), một phần của các nhóm IVA, VA, VIA.
- Là những KL họ d: nhóm IB đến VIIIB.
- Là những KL họ f: họ lantan và actini. (chúng được xếp thành 2 hàng ở cuối bảng).
2. Cấu tạo của KL:
a. cấu tạo của nguyên tử KL.
- KL có bán kính nguyên tử lớn.
- KL có e ngoài cùng ít: 1 đến 3 e.
b. Cấu tạo mạng của KL.
KL tồn tại dưới 3 dạng tinh thể phổ biến:
- Mạng lập phương tâm khối có các ion dương (ion KL) nằm trên các đỉnh và tâm của hình lập phương. Ví dụ như : các kim loại kiềm, Cr, Fe…
- Mạng lập phương tâm diện có các ion dương (ion KL) nằm trên các đỉnh và giữa các mặt của hình lập phương. Ví dụ như : Cu, Al, Pb…
- Mạng lăng trụ lục giác đều có các ion dương (ion KL) ở đỉnh, giữa 2 mặt đáy và giữa 2 đáy của hình lăng trụ. Ví dụ như các kim loại nhóm II (Be, Mg, Ca,...).
Trong tinh thể KL, ion dương và nguyên tử KL nằm ở những nút của mạng tinh thể. Các electron hóa trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyễn động tự do trong mạng tinh thể.
=> Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do các electron tự do gắn các ion dương kim loại với nhau.
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI:
1. Tính chất chung.
a. Tính dẽo.
- KL bị biến dạng khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên miếng KL: KL có khả năng dễ rèn, dễ dát mỏng dễ kéo sợi.
Lí do: Khi có tác động cơ học các cation KL trong mạng tinh thể trượt lên nhau, nhưng không tách rời nhau nhờ sức hút tĩnh điện của các e tự do với các cation KL.
Những KL có tính dẽo cao là: Au, Ag, Al, Cu, Sn...
b. Tính dẫn điện.
- KL có khả năng dẫn điện được, nhiệt độ của KL càng cao thì tính dẫn điện của KL càng giảm.
Lí do:
+ Khi được nối với nguồn điện, các e tự do đang chuyễn động hỗn loạn trở
nên chuyễn động thành dòng trong KL.
+ Khi tăng nhiệt độ, sự dao động của các cation KL tăng lên, làm cản trở sự
chuyễn động của dòng e tự do trong KL.
- KL khác khau có tính dẫn điện khác nhau chủ yếu là do mật độ e tự do của chúng không giống nhau. KL dẫn điện tốt nhất là Ag (49), Cu (46), Au 35,5), Al (26)…
c. Tính dẫn nhiệt .
+ KL có khả năng dẫn nhiệt.
Lí do : Những e tự do ở vùng nhiệt độ cao có động năng lớn hơn, chúng chuyễn động đến vùng có nhiệt độ thấp hơn của KL và truyền năng lượng cho các ion dương ở đây.
Tính dẫn nhiệt của KL giảm dần theo thứ theo đây : Ag, Cu, Al, Fe…
d. Ánh kim.
+ Vẻ sáng của KL gọi là ánh kim. Hầu hết KL đều có ánh kim.
Lí do : các e tự do có khả năng phản xạ tốt những tia sáng có bước sóng mà mắt ta có thể nhận đươc.
Tóm lại : những tính chất vật lí chung của KL như trên chủ yếu là do các e tự do trong KL gây ra.
e. Tính chất khác của KL.
● Khối lượng riêng :
- KL khác nhau có khối lượng riêng khác nhau rõ rệt (nhẹ nhất Li (D=0,5), nặng nhất (Os có D= 22,6).
- Quy ước :
+ KL nhẹ có D<5g/cm3 ( Na, K, Mg, Al…)
+ KL nặng có D>5g/cm3 (Fe, Zn, Pb, Cu, Ag, Hg…
● Nhiệt độ nóng chảy :
- KL khác nhau có nhiệt độ nóng rất khác nhau, thấp nhất là Hg (-39oC), cao nhất là W (3410oC).
- Quy ước :
+ KL có nhiệt độ nóng chảy < 1500oC là KL dễ nóng chảy.
+ KL có nhiệt độ nóng chảy > 1500oC là KL khó nóng chảy.
● Tính cứng :
- Những KL khác nhau