Nêu các tính chất vật lý chung của kim loại?

Trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi “Nêu các tính chất vật lý chung của kim loại?” và phần kiến thức tham khảo là tài liệu cực hữu dụng bộ môn Hóa học 12 cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo.

Trả lời câu hỏi: Nêu các tính chất vật lý chung của kim loại?

- Kim loại có những tính chất vật lý chung là tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt và có ánh kim. Các tính chất vật lí này đều do electron tự do gây ra.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiên thức với bài mở rộng về Kim loại nhé!

Kiến thức mở rộng về Kim loại

I. Vị trí, cấu tạo Kim loại

1. Vị trí

- 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

- Cấu tạo nguyên tử kim loại

+ Hầu hết các nguyên tử kim loại có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngoài cùng

Ví dụ: Na: [Ne]3s¹     Mg: [Ne]3s²     Al: [Ne]3s²3p¹

+ Trong chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tử của nguyên tố phi kim.

Ví dụ:

11Na	12Mg	13Al	14Si	15P	16S	17Cl
0,157	0,136	0,125	0,117	0,110	0,104	0,099

- 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

- 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.

II. Tính chất vật lí của kim loại

1. Tính chất vật lí chung

- Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.

2. Giải thích

- Tính dẻo: dễ rèn, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi.

+ Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau.

- Tính dẫn điện

+ Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron chuyển động tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện.

+ Kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe,...

+ Ở nhiệt độ càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động.

- Tính dẫn nhiệt

+ Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại.

+ Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt.

- Ánh kim

+ Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là ánh kim.

+ Tóm lại: Tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.

+ Không chỉ các electron tự do trong tinh thể kim loại, mà đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể kim loại, bán kính nguyên tử,... cũng ảnh hưởng đến tính chất vật lí của kim loại.

+ Ngoài những tính chất vật lí chung của kim loại như đã nói ở trên, kim loại còn có một số tính chất vật lí không giống nhau. Những kim loại khác nhau có khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng khác nhau.

III. Hóa tính

- Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là tính khử

M => Mⁿ⁺ + ne

1. Tác dụng với phi kim: hầu hết các kim loại khử được phi kim thành ion âm

2Na + Cl₂ => 2NaCl

Mg + Cl₂ => MgCl₂

2Al + 3Cl₂ => 2AlCl₃

2Cr + 3Cl₂ => 2CrCl₃

Fe + S => FeS

2Fe + 3Cl₂ => 2 FeCl₃

2Fe + 3Br₂ => 2 FeBr₃

Fe + I₂ => FeI₂

2. Tác dụng với oxi: Ag, Au, Pt không tác dụng

4Li + O₂ => 2Li₂O

2Na + O₂ => Na₂O₂ (cháy trong oxi khô)

2Mg + O₂ => 2MgO

4Al + 3O₂ => 2Al₂O₃

3Fe + 2O₂ => Fe₃O₄

4Cr + 3O₂ => 2Cr₂O₃
 
3. Tác dụng với axit:

a. Axit thông thường: HCl, H₂SO₄ loãng... tác dụng với kim loại đứng trước H cho H₂ bay lên

2Li + 2HCl => 2LiCl + H₂↑

Zn + 2HCl => ZnCl₂ + H₂↑

Fe + 2HCl => FeCl₂ + H₂↑

Cr + 2HCl => CrCl₂ + H₂↑

2Al + 6HCl => 2AlCl₃ + 3H₂↑ 

(các kim loại có tính khử mạnh như K, Na... sẽ gây nổ khi tiếp xúc với các dung dịch axit)

b. Axit có tính oxi hoá mạnh: H₂SO₄ đặc, HNO₃

- HNO₃ đặc/nguội, H₂SO₄ đặc nguội: không tác dụng và đồng thời làm thụ động các kim loại Al, Fe, Cr.

- HNO₃, H₂SO₄ đặc: không tác dụng Au, Pt

- Hầu hết các kim loại tác dụng, khử được N⁺⁵ và S⁺⁶ xuống số oxi hoá thấp hơn

- Kim loại trung bình hoặc yếu tác dụng với HNO₃ đặc nóng tạo NO₂, loãng tạo NO

4. Tác dụng với dung dịch muối:

0        +2             +2

Fe +CuSO₄ => FeSO₄ +Cu↓ 

Cu + 2FeCl₃ => CuCl₂ + 2FeCl₂

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ => Fe(NO₃)₃ + Ag ↓

Fe + 2Fe(NO₃)₃ => 3Fe(NO₃)₂

Các kim loại có khả năng tác dụng với nước ở ngay điều kiện thường như: Na, K, Ca, Ba... khi cho vào dung dịch muối sẽ tác dụng với nước trước, tạo dung dịch bazơ. Phản ứng tiếp theo nếu có là của dung dịch bazơ với dung dịch muối. 

5. 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 + 6H₂O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

6. 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

IV. Dãy điện hóa của kim loại

- Các kim loại trong dãy điện hoá được sắp xếp theo chiều tính khử của kim loại giảm dần và tính oxi hoá của ion kim loại tăng dần.

- Dãy điện hoá cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa hai cặp oxi hoá - khử: chất oxi hoá mạnh hơn sẽ oxi hoá chất khử mạnh hơn sinh ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn.