lý thuyết về đại cương kim loại

Gv: Hà Thành Trung

1

Bài 7:  KIM LOI

I. KIM LOI:
1- V trí ca kim loi trong bth
- Nhóm IA (tr H), nhóm IIA, nhóm IIIA (tr Bo) và mt phn nhóm IVA, VA, VIA
- Các nhóm B (t IB dn VIIIB)
- H lantan và h actini
2- Cu to ca kim loi
a. Cu to nguyên t
-Nguyên t ca hu ht kim loi có t 1,2,3 e  lp ngoài cùng, luôn th hi
các hp cht.
b. Cu to tinh th
-  nhit d thung các kim loi  th rn vàcó cu to tinh th (riêng Hg ở thể lỏng)
- Mng tinh th kim loi gm có: + Nguyên t kim loi
+ Ion kim loi
+ Electron hóa tr (hay e t do)
- Ba kiu mng tinh th kim loi ph bin
+ Mng tinh th l c khít 74% (Be, Mg, Zn)
+ Mng tinh th l c khít 74% (Cu, Ag, Au, Al)
+ Mng tinh th l c khít 68% (Li, Na, K, V, Mo)
c. Liên kt kim loi
Liên kt kim loi là liên kc hình thành gia các nguyên t kim loi và ion kim loi trong
mng tinh th do s tham gia ca các e t do

3- Tính cht vt lý ca kim l oi
. Tính cht chung:
a. Tính dẻo: do các e t do có ln vi các cation kim loi trong mng tinh th

Nhng kim loi có tính d
b. Tính dẫn điện: do các e t do chuyi tác dng cn
ng.  dn gim dn: Ag, Cu, Au, Al, Fe
  d
Gv: Hà Thành Trung

2

c. Tính dẫn nhiệt: do nhng e t do  vùng nhi  chuyn
n vùng có nhi thp và truy 
Tính dn nhit gim dn: Ag, Cu, Al, Fe
d. Ánh kim: do các e t do phn x tt nhc sóng mà mt ta không nhìn thy


các tính chất trên do e tự do trong kim loại gây ra

. Tính cht riêng:
Kim loi có khng riêng nh nht là Li, ln nhât là Os
Kim loi có nhi nóng chy thp nht là Hg, cao nht là W
Kim loi mm nht là Cs; cng nht là Cr

4- Tính cht hóa hc chung ca kim loi
Tính cht hóa ha kim loi là tính kh: M

M
n+
+ ne
a. Tác dng vi phi kim: Cl
2
, O

2
, S, N
2
, P, C
. Tác dng vi Clo
2Fe + 3Cl
2


o
t
2FeCl
3

. Tác dng vi oxi: 
o
C)
4Al + 3O
2


o
t
2Al
2
O
3
3Fe + 2O
2


o
t
Fe
3
O
4

. Tác dng vnh: 
Fe + S

o
t
FeS Hg + S

HgS

b. Tác dng vi dd axit:
. Vi dd Axit loi 1 (không có tính oxi hóa): HCl,H
2
SO
4
loãng:

1


M
2

Fe + 2HCl  FeCl
2
+ H
2

. Vi dd Axit loi 2 (có tính oxi hóa): HNO
3
, H
2
SO
4
c
Kl (tr Au,Pt) + A
2
 Mui hóa tr cao nht + SPK + H
2
O
. HNO
3
c  NO
2
)
. HNO
3
loãng NO (không màu, hóa nâu); NO/N
2
O/N
2
/NH
4

NO
3
(khi tác dng vi Mg, Zn, Al)
. H
2
SO
4
c  SO
2
(không màu mùi xc); SO
2
/H
2
S/S (khi tác dng vi Mg, Zn, Al)
Gv: Hà Thành Trung

3

3Cu + 8HNO
3
loãng


o
t
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H

2
O
Cu + 2H
2
SO
4
c

o
t
CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
Al, Fe, Cr không tác dụng với HNO
3
đặc nguội, H
2
SO
4
đặc nguội

c. Tác dng vc:
. Kim loi nhóm IA, IIA tr Be, Mg: M + n H
2
O


M(OH)
n
+ n/2 H
2

2Na + 2H
2
O

2NaOH + H
2
Ca + 2H
2
O

Ca(OH)
2
+ H
2


.Các kim loi có tính kh trung bình: Zn, Fe, kh c  nhi cao
Mg+H
2
O
(h)
MgO+H
2

3Fe+4H

2
O
(h)
Fe
3
O
4
+4H
2
Fe+H
2
O
(h)
FeO+H
2


.Các kim loi có tính kh y c dù  nhi cao

d. Tác dng vi dd mui: KL X + mui KL Y
- u ki kim loy c kim loi X ra khi dung dch mui ca nó:
c X trong dãy th n cc chun
+ C u không tác dc vc  u king
+ Mui tham gia phn ng và mui to thành phi là mui tan:
xM (r) + nX
x+

n+
(dd) + nX (r)
- Khng cht r

X to ra
 m
M tan

- Khng cht rn gi
M tan
 m
X to ra

Fe + CuSO
4


FeSO
4
+ Cu Cu + 2AgNO
3


Cu(NO
3
)
2
+ 2Ag

Lưu ý: Hn hp các kim loi phn ng vi hn hp dung dch mui theo th t i
kh mnh nht tác dng vi cation oxi hóa mnh nh to ra kim loi kh yu nht và cation
oxi hóa yu nht

Gv: Hà Thành Trung

4

5. HP KIM
a.  là vt liu kim loi có cha mt kim lon và mt kim loi hoc phi kim
khác
VD: thép là hp kim ca Fe vi C và 1 mt s nguyên t khác
b. Tính cht: hp kim có nhiu tính cht hóa h ct to thành hp kim
t vt lý và tính chc li khác nhiu so vi tính cht
-Tính dn, dn nhit ca hp kim  so vi các kim lou
- Tính cng và dòn ca hp kim tr so cu
- Nhi nóng chy ca hp kim ng th so vi u

Hp kim không b -Cr-Mn (thép inoc)
Hp kim siêu cng: W-Co, Co-Cr-W-Fe
Hp kim nh, cng và bn: Al-Si, Al-Cu-Mn-Mg

II. 
1 
/oxihoùa khöû
.
32
/ ; /Ag Ag Fe Fe
  

2
Tính oxi hóa ca ion kim lon

K
+
Na
+
Ca
2+
Mg
2+
Al
3+
Zn
2+
Cr
3+
Fe
2+
Ni
2+
Sn
2+
Pb
2+
2H
+
Cu
2+
Fe
3+
Ag
+

Hg
2+
Au
3+

K Na Ca Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H
2
Cu Fe
2+
Ag Hg Au
Tính kh ca kim loi gim dn

3d chiu ca phn ng xy ra gia 2 cp oxi hóa-kh
 cht kh mnh + cht oxi hóa mt kh yu + cht oxi hóa yu
Fe + Cu
2+

2+
3Zn +2 Cr
3+

2+
+ 3Zn
2+

 Tính kh: Zn > Cr
2+

Tính oxi hóa : Cr
3+

> Zn
2+


III. I:
: là s phá hy kim loi do tác dng hóa hc cng xung quanh
2. Phân loi:
Gv: Hà Thành Trung

5

a. c
b. n hóa

- Là s phá hy kim loi do kim loi phn
ng vi chc  nhi cao
- Là s phá hy kim loi do kim loi tip xúc vi dung
dch chn
u kin phát sinh
- Kim loi tip xúc vi chc
 nhi cao
- Cn cc phi khác cht (kl-kl, kl  pk)
- Cn cc phi tip xúc vi nhau
- Cn cc cùng tip xúc vi dung dn ly
m
- n
- Nhi 
- n, bt H
2
thoát ra nhanh

- Th n c m càng l
mòn càng nhanh
Bn cht
- Là quá trình oxi hóa kh, kim loi
ng e trc tip cho các cht trong môi
ng xung quanh
- Là quá trình oxi hóa kh, xy ra trên b mn cc:
.Cc (-): s oxi hóa kim loi
.Cc (+): s kh ion kim loi, H
2
O, O
2

Ví d
- Thit b bng gang, thép tip xúc v
c  nhi cao
- Các vt bng st tráng thic b try sâu s xut hin
lp g 

 n hóa:
- Cc (-): kim loi có tính kh mnh b oxi hóa M

M
n+
+ ne
- Cc (+): kim loi kh yu/phi kim:
. Nn ly là axit: 2H+ + 2e

H
2

. Nn ly là không khí m: 2H+ + 2e

H
2

O
2
+ 2H
2
O + 4e

4OH
-


. Nu dung dn ly là trung tính/ bazo: O
2
+ 2H
2
O + 4e

4OH
-




4. Chim loi:
- Bo v b mt: chng H

2
O và khí thm qua
Gv: Hà Thành Trung

6

. Tráng m bng kim loi
. Ph lên b mu m, cht do
- Bo v n hóa: ni kim loi cn bo v vi kim loi khác có tính kh mi
m b c

N PHÂN:
1. 
S n phân là quá trình oxi hóa kh xy ra  b mn cn mt chiu
p cht nóng chy hoc dung dn ly
2. Hong:
- Anot (+): quá trình oxi hóa
- Catot (-): quá trình kh
3. Phân loi:
n phân nóng chy:
- Catot (-): M

M
n+
+ ne
- Anot (+): 2X-

X
2
+ 2e

4OH-

O
2
+ 2H
2
O + 4e
O
2-


O
2
+ 4e
n phân nóng chy mui gc CO
3
2-
, NO
3
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
vì:
. Anion gc axit có oxi rt khó b oxi hóa
. Mt s mui b nhit phân hy  nhi cao
2NaCl





2Na + Cl
2
CuCl
2





Cu + Cl
2
4NaOH




4Na + O
2
+ 2H
2
O

n phân dung dch:
- Catot(-): . Gc cation kim loi sau Al: M

M

n+
+ ne
. Gc cation kim loc Al: 2H
2
O + 4e

H
2
+ 2OH
-


- Anot (+): . Gc anion axit không có oxi: 2X-

X
2
+ 2e
. Gc anion axit có oxi: 2H
2
O

O
2
+ 4H
+
+ 4e
2CuSO
4
+ 2H
2

O





2Cu + 2H
2
SO
4
+ O
2
CuCl
2






Cu + Cl
2

2NaCl + 2H
2
O

















2NaOH + H
2
+ Cl
2
 
  
 

nh lut Faraday:
I: (A) M: (g/mol)
t : (s) m: (g)
Gv: Hà Thành Trung

7

U CH KIM LOI:
1. Nhóm kim loi: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al

+N PHÂN NÓNG CHY
. MCl
n





M + Cl
2
. M(OH)
n





M + O
2
+ H
2
O
. M
2
O
n





M + O
2


. Không điện phân nóng chảy AlCl
3
vì AlCl
3
có liên kết CHT nên thăng hoa ở nhiệt độ cao
. Không điện phân nóng chảy hidroxit của kim loại kiềm thổ bị hidroxit của kim loại kiềm thổ bị
phân hủy ở nhiệt độ cao

2. Nhóm kim loi: Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb

T LUYN
. Kim loi + [C/CO/H
2
/Al]


 M + [CO/CO
2
/H
2
O/Al
2
O
3
]

N PHÂN DUNG DCH
. M
2
(SO
4
)
2
+ H
2
O





M + H
2
SO
4
+ O
2

. M(NO
3
)
2
+ H
2
O






M + HNO
3
+ O
2
. MCl
n






M + Cl
2

3. Nhóm kim loi: Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Y LUYN
. Kim loi kh mnh + dd mui  Kim loi kh yu + dd mui mi
(trừ Na, K, Ba, Ca)
T LUYN
. Kim loi + [C/CO/H
2
/Al]


 M + [CO/CO

2
/H
2
O/Al
2
O
3
]

Gv: Hà Thành Trung

8

 N PHÂN DUNG DCH
. M
2
(SO
4
)
n
+ H
2
O





M + H
2

SO
4
+ O
2

. M(NO
3
)
2
+ H
2
O





M + HNO
3
+ O
2
. MCl
n






M + Cl

2

VD:
CaCl
2





Ca + Cl
2
2ZnSO
4
+ 2H
2
O





2Zn + 2H
2
SO
4
+ O
2

4NaOH





4Na + O
2
+ 2H
2
O 4AgNO
3
+ 2H
2
O





4Ag + 4HNO
3
+ O
2

2Al
2
O
3






4Al + 3O
2
CuCl
2






Cu + Cl
2


Fe
2
O
3
+ 3CO


 2Fe + 3CO
2
Fe + CuSO
4
 FeSO
4
+ Cu

3Fe
3
O
4
+ 8Al


 9Fe +4Al
2
O
3
Cu + 2AgNO
3
 Cu(NO
3
)
2
+ 2Ag