Nội dung lý thuyết
Các phiên bản khác- Gồm các nguyên tố nhóm IA , IIA, IIIA ( Trừ B)
- Các nguyên tố thuộc nhóm IVA , VA , VIA ở các chu kì lớn .
- Các nguyên tố kimm loại chuyển tiếp ( thuộc phân nhóm phụ B - nguyên tố d ).
- Các nguyên tố thuộc 2 họ Lantan và actini ( nguyên tố f) .
\(\rightarrow\) Hơn 80% các nguyên tố đã biết là kim loại .
- Trong một chu kì : Tính kim loại giảm
- Trong một nhóm : Tính kim loại tăng .
- Thường có 1,2,3 electron lớp ngoài cùng .
- Bán kính nguyên tử lớn hơn so với các phi kim cùng chu kì .
- I ( năng lượng ion hóa ) nhỏ so với các phi kim cùng chu kì .
- Độ âm điện nhỏ .
- Đều có cấu trúc "tinh thể kim loại " - liên kết kim loại .
+ Tất cả các electron tự do đều tham gia liên kết .
+ Lực hút tĩnh điện giữa cation(+) và electron (-).
- Có 3 loại tinh thể kim loại dựa vào hình dạng của nó gồm : lập phương tâm khối , lập phương tâm diện và lục phương được đặc trưng bởi độ đặc khiết khác nhau .
+ Lập phương tâm diện và lục phương độ đặc khiếp xấp xỉ 74%
+ Lục phương tâm khối độ đặc khiết xấp xỉ 68% .
Chú ý :Nhóm IA : đều tâm khối
Nhóm IIA : Be,Mg : Lục phương .
Ca, Sr : Tâm diện
Ba : Tâm khối .
Các kim loại có các tính chất vật lí như : Tính dẻo , tính dẫn điện ( Ag > Cu > Au > Al > Fe ) , tính dẫn nhiệt (Ag là kim loại có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất ) , tính ánh kim.
=> Các tính chất chung của các kim loại đều do các electron tự do gây ra .
MinD = 0,5 g/cm3 ( Li)
MaxD = 22,6 g/cm3 ( Os)
=> + Kim loại nặng : Au , Pb , As , Fe , Cu , Zn ...( D > 5g/cm3 )
+ Kim loại nhẹ : Na , K , Li ,...( D < 5g/cm3 )
Min tnc = - 39oC ( Hg :lỏng ở nhiệt độ thường )
Max tnc = 3410 (W, Cr , Mo )
Lấy kim cương có độ cứng = 10 làm gốc thì : Cứng nhất là Cr( 9) , W, Mo,.. mềm nhất là Cs( 0,5 ) Na, K , Li,...
=> Các tính chất riêng phụ thuộc và o : Bán kính ion , mật độ electron, điện tích ion ...
Kim loại có năng lượng ion hóa và độ âm điện nhỏ ; bán kính nguyên tử lớn ; có 1,2,3 electron lớp ngoài cùng nên dễ cho electron và đóng vài trò là chất khử.
Kim loại hầu hết tác dụng được với oxi:
- Trong không khí ở nhiệt độ thường thì phần lớn là bị oxi hóa chậm .
- Ở nhiệt độ các oxi đốt cháy nhiều kim loại trừ Pt , Au .
Chú ý : + Kim loại mạnh + O2 \(\rightarrow\) peoxit
Ví dụ : Na + O2 \(\underrightarrow{t^O}\) Na2O
+ Kim loại mạnh + không khí ( O2, N2 ) : oxit hoặc nitrua kim loại .
Ví dụ : Mg + O2 \(\rightarrow\) MgO
Mg + N2 \(\rightarrow\) Mg3N2
- Nhiều kim loại tác dụng ngay ở nhiệt độ thường ( Kim loại kiềm )
Mg + Cl2 \(\rightarrow\) MgCl2
- Các kim loại khác cần phải đun nóng :
2Fe + 3Cl2 \(\underrightarrow{t^o}\) 2FeCl3
2Fe + 3Br2 \(\underrightarrow{t^o}\) 2FeBr3
Fe + I2 \(\underrightarrow{t^o}\) FeI2
Fe + S \(\underrightarrow{t^o}\) FeS
Kim loại đứng trước H + H+ \(\rightarrow\) H2
( Cu + O2 + HCl \(\rightarrow\) CuCl2 + H2O )
=> Kim loại là chất khử , H+ là chất oxi hóa tạo ra H2 :nH2 = \(\frac{1}{2}\)ne = \(\frac{1}{2}\)nkim loại . hóa trị của kim loại
Hầu hết các kim loại đều bị oxi hóa lên số oxi hóa cao nhất ( Trừ Au, Pt ) .
Sản phẩm khử phụ thuộc :
+ Tính khử của kim loại càng mạnh, nồng độ của HNO3 càng loãng thì số oxihoa sản phẩm khử càng thấp )
Ví dụ : Cu + H2SO4đ \(\underrightarrow{t^o}\) CuSO4 + SO2 + H2O
Fe + HNO3đ \(\rightarrow\) Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
Fe + HNO3 loãng \(\rightarrow\) Fe(NO3)3 + NO + H2O
Zn + H2SO4 loãng \(\underrightarrow{t^o}\) ZnSO4 + S + H2O
Mg + H2SO4 \(\underrightarrow{t^o}\) MgSO4 + H2S + H2O
Tương tự : HNO3 loãng \(\underrightarrow{kimloaimanh}\) \(\begin{cases}NO2\\NO\\N2O\\N2\end{cases}\) có thể tạo ra NH4NO3( muối tan )
* Chú ý : Một số kim loại thụ động trong HNO3 đặc/ H2SO4 đặc nguội như : Al , Fe ,...
Hỗn hợp (HNO3 + 3HCl ) hòa tan Au , Pt .
Các kim loại kiềm ( IA) và kim loại kiềm thổ (IIA , trừ Be ) tác dụng được với H2O \(\rightarrow\) Hidroxit + H2
( H2O + e \(\rightarrow\) OH- + 1/2 H2 )
=> nH2 = 1/2nOH- = 1/2ne
Ví dụ : K + H2O \(\rightarrow\) KOH + 1/2 H2
- Mg tác dụng chậm với H2O ở nhiệt độ thường.
Ở nhiệt độ cao : Mg +H2O \(\rightarrow\) MgO + H2
- Một số kim loại có các oxit / hidroxit lưỡng tính phản ứng với kiềm ( Be , Zn , Al, Pb, Sn )
Zn + NaOH \(\rightarrow\) Na2ZnO2 + H2
Ví dụ : Al + Fe2O3 \(\rightarrow\)\(\begin{cases}Fe3O4\\FeO\\Fe\end{cases}\) + Al2O3 + Q
Al + Cr2O3 = Cr + Al2O3
Các kim loại mạnh có thể tác dụng với H2 tạo thành hidrua
Na + H2 \(\rightarrow\) NaH
NaH + H2O \(\rightarrow\) NaOH + H2
- Các kim loại từ Mg trở đi có thể đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối .
Ví dụ : Fe + CuSO4 \(\rightarrow\) FeSO4 + Cu
*Nếu các kim loại tác dụng được với H2O ( kiềm, kiềm thổ ) thì sẽ phản ứng với H2O trước , tạo thành dung dịch kiềm , sau đó kiềm tác dụng với dung dịch muối .
ví dụ : Na + dd CuSO4 : Na + H2O \(\rightarrow\) NaOH + H2
NaOH + CuSO4 \(\rightarrow\) Cu(OH)2 + Na2SO4
* Nếu kim loại kiềm/ kiềm thổ tác dụng với dung dịch axit \(\rightarrow\begin{cases}KL+axit\:\left(trước\right)\rightarrow H2\\KL+axit\:\left(sau\right)\rightarrow H2\end{cases}\)
Khử Cation kim loại trong hợp chất \(\rightarrow\) đơn chất
M+n + ne \(\rightarrow\) Mo
Dùng các dung dịch thích hợp để hòa tan quặng chứa kim loại
Dùng kim loại khác có tính khử mạnh khử cation kim loại có trong dung dịch .
ví dụ : Điều chế Ag từ quặng chứa Ag2S
Ag2S +NaCN\(\rightarrow\) Na[Ag(CN)2] + Na2S
Zn + Na[Ag(CN)2] \(\rightarrow\) Ag + Na2[Zn(CN)4]
Dùng chất khử (CO,H2, C, Al,..) để khử các oxit kim loại ở nhiệt độ cao ( Áp dụng cho các kim loại hoạt động trung bình - sau Al)
- Khử ion kim loại bằng tác dụng của dòng điệ một chiều
( Kim loại được tạo thành ở catot )
Điều chế : M+n + ne = M
- Áp dụng để điều chế kim loại có độ tính khiết cao
-Điều chế các kim loại mạnh ( từ Al trở về trước )