Khái Quát Về Kim Loại Và Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại

Lê Kiên - 28/01/2022

Lý thuyết về phần kim loại đóng vai trò quan trọng trong chương trình Hóa học vô cơ. Do đó, muốn làm chủ được các dạng bài tập ở phần này, các em cần phải hiểu rõ mọi thông tin liên quan đến kim loại. Các em hãy đọc ngay bài viết bên dưới từ Marathon Education để tìm hiểu về khái niệm cũng như các tính chất hóa học của kim loại. 

Khái quát về kim loại

Khái quát về tính chất hóa học của kim loại
Khái quát về kim loại (Nguồn: Internet)

Kim loại là những nguyên tố hóa học mà trong đó tồn tại những ion dương (hay còn được gọi là cation) và những liên kết kim loại.

  • Cấu tạo nguyên tử:
    • Hầu hết, những nguyên tử kim loại đều có rất ít electron tồn tại ở lớp ngoài cùng (khoảng từ 1, 2 hoặc 3 e).
    • Trong một chu kì, nguyên tử của các nguyên tố kim loại có điện tích hạt nhân bé hơn so với các nguyên tử phi kim khác.
  • Cấu tạo tinh thể:
    • Ở nhiệt độ thường, các kim loại tồn tại ở dạng rắn, trừ Hg (thủy ngân) ở dạng lỏng.
    • Kim loại có 3 loại mạng tinh thể: lập phương tâm diện (Cu, Ag, Al,…), lập phương tâm khối (Li, Na, K,…) và lục phương (Mg, Be, Zn,…).

Các nguyên tố kim loại sẽ được phân thành những nhóm cơ bản như sau:

  • Kim loại hiếm và kim loại cơ bản: Kim loại hiếm là những kim loại ít gặp, ít bị ăn mòn như vàng hoặc bạch kim. Còn cụm từ “cơ bản” là để chỉ các kim loại dễ bị oxi hóa và ăn mòn.
  • Kim loại đen và kim loại màu: Những kim loại có màu đen như crom, sắt, titan,… được gọi là các kim loại đen. Kim loại màu chỉ những kim loại có ánh kim và màu sắc như vàng, bạc, kẽm, đồng,…
  • Kim loại nặng và kim loại nhẹ: Những kim loại nhẹ sẽ có khối lượng riêng nhỏ hơn 5g/cm3 (Na, K, Mg,…). Ngược lại, các kim loại nặng sẽ có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 (Fe, Zn, Pb,…).

Lưu ý: kim loại nặng thường có số nguyên tử cao và thể hiện được tính kim loại ở nhiệt độ phòng. 

Trong bảng tuần hoàn hóa học, kim loại sẽ nằm tại nhóm IA (trừ H), nhóm IIA, IIIA (trừ Bo) và thuộc một phần của những nhóm IVA, VA, VIA. Đối với nhóm B, bao gồm từ IB đến VIIIB, là vị trí của các họ lantan và actini, chúng là những nguyên tố kim loại phóng xạ.

Tính chất vật lý của kim loại

Các tính chất vật lý của kim loại
Các tính chất vật lý của kim loại (Nguồn: Internet)

Kim loại có những tính chất vật lý cụ thể như sau:

  • Tính dẻo, dễ cắt, dễ dát mỏng: Những kim loại khác nhau có tính dẻo khác nhau. Thứ tự các kim loại có tính dẻo giảm dần: Au, Ag, Al, Cu, Sn…
  • Tính dẫn điện: Nhờ vào dòng electron chuyển động có hướng trong cấu tạo nên kim loại có khả năng dẫn điện. Các kim loại có khả năng dẫn điện theo thứ tự giảm dần: Ag, Cu, Au, Al, Fe,…
  • Tính dẫn nhiệt: Những kim loại dẫn điện tốt thường cũng sẽ dẫn được nhiệt. Theo đó, thứ tự các kim loại dẫn nhiệt tốt giảm dần: Ag, Cu, Al, Fe,…
  • Ánh kim: Hầu hết, các kim loại đều có ánh kim. Do vậy, một số kim loại được ứng dụng làm trang sức như vàng hay bạc. 

Những tính chất vật lí chung của kim loại như trên chủ yếu là do các electron tự do trong kim loại gây ra.

Tính chất hóa học của kim loại

Đối với tính chất hóa học của kim loại có phần phức tạp. Cụ thể, các em cần nắm vững một số tính chất quan trọng như sau:

Tính chất tác dụng với phi kim của kim loại

1. Tác dụng với oxi (trừ Ag, Au, Pt) 

Trên thực tế, đa số kim loại đều có khả năng cho phản ứng với oxi ở nhiệt độ thường hoặc ở điều kiện nhiệt độ cao để tạo ra các oxit (trừ Au, Pt, Ag,…)

4Na + O_2 \xrightarrow{t^o}  2Na_2O 

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Oxi

2. Tác dụng với halogen: 

Một số kim loại cũng có thể tác dụng với halogen ở điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành muối halogen. 

Cu + Cl_2\xrightarrow{t^o}  CuCl_2

3. Tác dụng với lưu huỳnh: 

Kim loại còn có khả năng kết hợp với lưu huỳnh trong điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành các sản phẩm muối sunfua. 

Fe + S\xrightarrow{t^o} FeS

4. Tác dụng với nitơ: 

Một vài kim loại cho phản ứng với nitơ ở điều kiện thông thường.

N_2 + 6Na → 2Na_3N

Tính chất tác dụng với nước của kim loại

Tính chất hóa học của kim loại cũng đề cập đến khả năng cho phản ứng với nước. 

1. Kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và kiềm thổ (Ca, Sr, Ba): 

Những kim loại mạnh như Li, Na, Ca,…có thể tác dụng với nước ở điều kiện nhiệt độ phòng để tạo ra các dung dịch bazơ và giải phóng khí H2.

2Na + 2H_2O →  2NaOH + H_2

2. Các kim loại khác Mg, Zn, Fe,…

Đối với các kim loại trung bình như Mg, Fe,… thì cần điều kiện nhiệt độ cao mới có thể phản ứng với nước để tạo thành oxit kim loại (trừ Mg tan chậm trong nước nóng tạo thành dung dịch Mg(OH)2) và khí hiđro. 

Mg + 2H_2O \xrightarrow{t^o} Mg(OH)_2 + H_2

3. Các kim loại không tác dụng với nước

Khác với những kim loại đã nêu trên, một số kim loại như Be, Cu, Ag, Hg,… không tác dụng được với nước.

Tính chất tác dụng với dung dịch axit của kim loại

Trong phần tính chất hóa học của kim loại, các em cũng cần để ý đến khả năng kết hợp với dung dịch axit của nhiều kim loại ở những điều kiện khác nhau.

Kim loại có thể cho phản ứng với một số axit mạnh (HCl, H2SO4 loãng,…) ở điều kiện thông thường để tạo thành muối và khí hiđro.

Mg + H_2SO_{4 \ (loãng)}→ MgSO_4 +H_2

Khi cho kim loại tác dụng với HCl, HNO3 hay H2SO4 đặc nóng, các em sẽ thu được nhiều sản phẩm khử khác nhau.

  • Đối với HNO3 đặc nóng, khi tác dụng với kim loại sẽ thu được muối nitrat và nhiều loại khí như NO, NO2, N2O, N2 và muối NH4NO3. Ví dụ:
Cu + 4HNO_{3 \ \text{(đặc, nóng)}}\xrightarrow{t^o} Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O
  • Trường hợp cho kim loại phản ứng với H2SO4 đặc nóng, ta sẽ thu được muối sunfat cùng những loại khí như H2S, SO2 và S. Ví dụ:
2Al + 6H_2SO_{4 \ \text{(đặc, nóng)}} \xrightarrow{t^o} Al_2(SO_4)_3 + 3SO_2↑ + 6H_2O

Chú ý: Al, Fe và Cr trở nên thụ động trong HNO3 và H2SO4 đặc nguội.

>>> Xem thêm: Axit Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Axit

Tính chất tác dụng với dung dịch muối của kim loại

Tính chất hóa học của kim loại cuối cùng đó là tác dụng với dung dịch muối. Phản ứng này còn được gọi với cái tên khác là phản ứng thủy luyện. 

  • Trong trường hợp kim loại kiềm và kiềm thổ như Na, Ca, Ba,…thì kim loại sẽ tác dụng với nước để tạo thành dung dịch kiềm và khí H2. Sau đó, dung dịch kiềm mới tạo thành quay ra tác dụng với muối. Phản ứng này chỉ xảy ra nếu kết quả thu được kết tủa, chất bay hơi hoặc chất điện li yếu.
  • Đối với những kim loại khác khi tác dụng với muối sẽ tuân theo quy tắc alpha (α). Kim loại đứng trước trong dãy hoạt động của kim loại sẽ đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch để tạo thành muối mới và kim loại mới. Ví dụ:
Zn_{(r)} + CuSO_{4\ (dd)} → ZnSO_{4\ (dd)} + Cu_{(r)}

>>> Xem thêm: Muối Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Muối

Học online livestream hóa 10 – 11 – 12 chất lượng, uy tín tại Marathon Education

Tính chất hóa học của kim loại bao gồm nhiều thông tin hơi “khó nhằn”. Do đó, để có thể nhớ lâu và sâu phần kiến thức trọng tâm này, các em cần phải va chạm với nhiều dạng bài tập cả về phần lý thuyết lẫn thực hành liên quan đến kim loại. Ngoài thời gian trên lớp, các em cũng nên học thêm cùng bạn bè hoặc học online livestream trên nền tảng Marathon Education.

Khi trở thành một thành viên của Marathon Education, các em sẽ được giảng dạy bởi đội ngũ giáo viên nhiệt huyết và có chuyên môn cao. Các thầy cô đều là những giáo viên thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Hơn thế nữa, nếu vướng phải bất cứ khuất mắc gì trong quá trình học tập, các em sẽ được hỗ trợ kịp thời bởi đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn.

Nền tảng học tập online livestream tại Marathon Education sở hữu Công Nghệ hiện đại, các yếu tố như đường truyền âm thanh và hình ảnh luôn được đảm bảo rõ ràng, sắc nét và không bị gián đoạn để không gây cản trở quá trình tiếp thu bài của các em. Ngoài ra, các lớp học online của Marathon còn mô phỏng phòng học offline, tạo điều kiện cho các em tương tác với thầy cô tốt hơn

Bên cạnh hóa học, Marathon Education cũng mở các lớp cho 2 môn tự nhiên khác là toán và lý 10, 11, 12. Khi đăng ký một trong số các khóa học này, các em sẽ được nhận ngay những cuốn sổ tay học tập Toán – Lý – Hóa được biên soạn tỉ mỉ và chỉn chu bởi Marathon, giúp các em hệ thống lại phần kiến thức đã học một cách hiệu quả. 

Nếu các em có nhu cầu học tập cùng Marathon Education, hãy nhanh tay đăng ký ngay hôm nay, trước ngày 15/02/2022 để có cơ hội nhận được khuyến mãi hấp dẫn.

Trên đây là những thông tin về khái quát và tính chất hóa học của kim loại. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết, các em sẽ bỏ túi được nhiều kiến thức bổ ích mới mẻ. Chúc các em có những buổi học thật năng suất và thú vị. 

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM