Bài giảng Chương 5 Đại cương kim loại - Môn hóa học

Lý thuyết hóa học Hóa 12 cơ bản

1

HỌC KÌ II Chương 5: ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI

A- GIỚI THIỆU CHUNG.

I – VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN - Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA (trừ B) và một phần của các nhóm IVA, VA, VIA. - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB).

- Họ lantan và actini. II – CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI 1. Cấu tạo nguyên tử - Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại đều có ít electron ở lớp ngoài cùng (1, 2 hoặc 3e). Thí dụ: Na: [Ne]3s1 Mg: [Ne]3s2 Al: [Ne]3s23p1

* Cấu hình electron nguyên tử: Nhóm IA (KLK):

ns1

Nhóm IIA(KLK thổ)

ns2

Nhóm IIIA

ns2 np1

Một số KL khác

Li (Z=3): 1s22s1 Be (Z=4): 1s22s2 B (Z=5): 1s22s22p1 Cr (Z=24): [Ar] 3d54s1 Na (Z=11):1s22s22p63s1 Mg (Z=12):1s22s22p63s2 Al (Z= 13):1s22s22p63s23p1 Fe (Z=26): [Ar] 3d64s2 K (Z=19): [Ar] 4s1 Ca (Z=20): [Ar] 4s2 Cu ( Z=29): [Ar] 3d104s1 *Cấu hình ion: He (ns2)

Ne (1s22s22p6)

Ar (1s22s22p63s23p6) Một số ion KL khác Li+ (Z=3) ; Be2+ (Z=4) B3+ (Z=5)

Na+ (Z=11) ; Mg2+(Z=12) Al3+ (Z= 13)

K+ (Z=19) Ca2+ (Z=20)

Cr2+ (Z=24): [Ar] 3d4 Cr3+ (Z=24): [Ar] 3d3

O2- (Z=8) F- (Z=9)

S2- (Z=16) Cl- (Z=17)

Fe2+ (Z=26): [Ar] 3d6 Fe3+ (Z=26): [Ar] 3d5 Cu+ ( Z=29): [Ar] 3d10 Cu2+ ( Z=29): [Ar] 3d9 - 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. 2. Cấu tạo tinh thể - Ở nhiệt độ thường, trừ Hg ở thể lỏng, còn các kim loại khác ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể. 3. Liên kết kim loại

Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do có sự tham gia của các electron tự do. B – TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

1. Tính chất vật lí chung: dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, ánh kim. Nguyên nhân : là do các electron tự do gây ra

2. Tính chất vật lí riêng : khối lương riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng. Nguyên nhân: do độ bền liên kết KL, ntử khối, kiểu mạng tinh thể ( không do các e tự do) - Kim loại dẻo nhất: Au (vàng) + KLR lớn nhất (nặng nhất): Os (osimi) 22,6g/cm3 + KLR nhỏ nhất (nhẹ nhất) : Li (liti) (0,5g/cm3) - Kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhất: Ag, Cu, Au, Al, Fe

+ tonc thấp nhất: Hg (thuỷ ngân) (−390C) + tonc cao nhất: W (vonfam) (34100C). Ánh kim: hầu hết kim loại + mềm nhất: Cs (xesi) + cứng nhất: Cr (crom)

ThuVienDeThi.com

Lý thuyết hóa học Hóa 12 cơ bản

2

C- TÍNH CHẤT HÓA HỌC CHUNG: - Trong một chu kì: Bán kính nguyên tử của nguyên tố kim loại >bán kính nguyên tử của nguyên tố phi kim. - Số electron hoá trị ít, lực liên kết với hạt nhân tương đối yếu nên chúng dễ tách khỏi nguyên tử.  Tính chất hoá học chung: Có tính khử (dễ bị oxi hoá) dễ nhường electron trở thành ion dương :

M → Mn+ + ne (do bán kính nguyên tử lớn, độ âm điện nhỏ, điện tích hạt nhân nhỏ, năng lượng ion hoá nhỏ) 1. Tác dụng với phi kim a. Tác dụng với clo

2Fe + 3Cl2 2FeCl3

0 0 +3 -1 t0

b. Tác dụng với oxi

2Al + 3O2 2Al2O3

0 0 +3 -2 t0

3Fe + 2O2 Fe3O4

0 0 +8/3 -2 t0

c. Tác dụng với lưu huỳnh Với Hg xảy ra ở nhiệt độ thường, các kim loại cần đun nóng.

Fe + 0 0 +2 -2 t0 S FeS

Hg + 0 0 +2 -2 S HgS

2. Tác dụng với dung dịch axit a. Dung dịch HCl, H2SO4 loãng

Fe + 2HCl 0 +1 +2 0 FeCl2 + H2 b. Dung dịch HNO3, H2SO4 đặc: Phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt)

3Cu + 8HNO3 (loaõng) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 0 +5 +2 +2

Cu + 2H2SO4 (ñaëc) CuSO4 + SO2 + 2H2O 0 +6 +2 +4

3. Tác dụng với nước - Các kim loại có tính khử mạnh: kim loại nhóm IA và IIA (trừ Be, Mg) khử H2O dễ dàng ở nhiệt độ thường.

2Na + 2H2O

0 +1 +1 0 2NaOH + H2 4. Tác dụng với dung dịch muối: Từ Mg trở đi kim loại mạnh hơn có thể khử được ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do.

Fe +

0 +2 +2 0 FeSO4 + Cu CuSO4 Lưu ý: + Na + CuSO4 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 (sủi bọt khí) ; 2NaOH + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO4 ------------------------------------------------- Tổng cộng: 2Na + 2H2O + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 + Fe + 3AgNO3(dư)  Fe(NO3)3 + 3Ag

ThuVienDeThi.com