1
CH NG 5: ĐI C NG V KIM LO IƯƠ Ạ ƯƠ Ề Ạ
I. V trí c a kim lo i trong b ng tu n hoànị ủ ạ ả ầ
H n 80% các nguyên t hóa h c là kim lo i. Trong b ng tu n hoàn, kim lo i g m:ơ ố ọ ạ ả ầ ạ ồ
- Các nguyên t s thu c nhóm IA và IIA (tr H, He).ố ộ ừ
- Các nguyên t p thu c nhóm IIIA (tr Bo), Sn, Pb (nhóm IVA), Bi (nhóm VA) vàố ộ ừ
Po (nhóm VIA).
- T t c các nguyên t d (thu c các nhóm B).ấ ả ố ộ
- T t c các nguyên t f (thu c h Lantan và h Actini).ấ ả ố ộ ọ ọ
→ Kim lo i t p trung phía d i và bên trái c a b ng tu n hoàn.ạ ậ ở ướ ủ ả ầ
II. C u t o nguyên t ấ ạ ử kim lo iạ
- Nguyên t kim lo i có ít e l p ngoài cùng: th ng t 1 đn 3e.ử ạ ở ớ ườ ừ ế
- Bán kính nguyên t l n và đi n tích h t nhân nh so v i các phi kim trong cùngử ớ ệ ạ ỏ ớ
chu kì.
- Năng l ng ion hóa th p và đ âm đi n nh so v i các phi kim cùng chu k .ượ ấ ộ ệ ỏ ớ ỳ
III. M ng tinh th kim lo iạ ể ạ
1. M ng tinh th kim lo i:ạ ể ạ
a. L p ph ng tâm kh i : Nguyên t kim lo i, ion kim lo i n m tâm và các đnh ậ ươ ố ử ạ ạ ằ ở ỉ
c a kh i l p ph ng.ủ ố ậ ươ
Ví d : Li,Na,K,Rb,V,Cr,Fe,Nb,Mo,Ta,W,Euụ
b. L p ph ng tâm di n: Nguyên t kim lo i, ion kim lo i n m tâm các m t và ậ ươ ệ ử ạ ạ ằ ở ặ
các đnh c a kh i l p ph ng.ỉ ủ ố ậ ươ
Ví d : Ca,Sr,Al,Ni,Cu,Ag,Au...ụ
c. L c ph ng: Nguyên t kim lo i, ion kim lo i n m tâm các m t c a hình l c ụ ươ ử ạ ạ ằ ở ặ ủ ụ
giác đng và các đnh c a hình l c giác.ứ ỉ ủ ụ
Ví d : Be,Mg,Zn,Cd,Co,La...ụ
M ng l p ph ng tâmạ ậ ươ
kh iố
M ng l p ph ngạ ậ ươ
tâm di nệ
M ng l c ph ngạ ụ ươ
Ô m ng cạ ơ
sở
Hình l p ph ngậ ươ Hình l p ph ngậ ươ Hình l c giác đngụ ứ
Đn v c uơ ị ấ
trúc
Nguyên t , ion kim lo iử ạ Nguyên t , ion kim lo iử ạ Nguyên t , ion kim lo iử ạ
Khái ni mệNguyên t , ion kim lo iử ạ
n m trên các đnh và tâmằ ỉ
hình l p ph ngậ ươ
Nguyên t , ion kim lo iử ạ
n m trên các đnh vàằ ỉ
tâm các m t c a hìnhặ ủ
l p ph ngậ ươ
Nguyên t , ion kim lo i n mử ạ ằ
trên các đnh và tâm các m t c aỉ ặ ủ
hình l c giác đng và ba nguyênụ ứ
t , ion kim lo i notron m phíaử ạ ằ
trong hình l c giácụ
Đ đc khítộ ặ 68% 74% 74%
0983.732.567
2
CH NG 5: ĐI C NG V KIM LO IƯƠ Ạ ƯƠ Ề Ạ
Ví dụ-Kim lo i ki m (IA)ạ ề ; Ba
-Fe, Cr, W, V …
-Ca, Sr, Cu, Ag, Au, Ni,
Pd, Pt, Al, Pb…
-Be, Mg, Zn, Cd, Co…
2. Tính ch t c a tinh th kim lo i :ấ ủ ể ạ
M ng tinh th kim lo i có các e t do di chuy n đc trong m ng tinh th nên kim lo i ạ ể ạ ự ể ượ ạ ể ạ
có m t s tính ch t c b n : Ánh kim, d n đi n t t, d n nhi t t t và có tính d o.ộ ố ấ ơ ả ẫ ệ ố ẫ ệ ố ẻ
IV. Tính chât v t lí c a kim lo iậ ủ ạ
1. Các tính ch t v t lí chungấ ậ
- Kim lo i có tính ch t v t lí chung là d o, d n đi n, d n nhi t và có ánh kim.ạ ấ ậ ẻ ẫ ệ ẫ ệ
- Các tính ch t v t lí chung này là do các e t do có trong m ng tinh th kim lo i gâyấ ậ ự ạ ể ạ
ra.
2. M t s tính ch t v t lí khácộ ố ấ ậ
- T kh i:ỉ ố c a các kim lo i r t khác nhau nh ng th ng dao đng t 0,5 (Li) đnủ ạ ấ ư ườ ộ ừ ế
22,6 (Os). Th ng thì:ườ
+ d < 5: kim lo i nh (K, Na, Mg, Al).ạ ẹ
+ d > 5: kim lo i n ng (Zn, Fe...).ạ ặ
- Nhi t đ nóng ch y:ệ ộ ả bi n đi t -39ế ổ ừ 0C (Hg) đn 3410ế0C (W). Th ng thì:ườ
+ t < 10000C: kim lo i d nóng ch y.ạ ễ ả
+ t > 15000C: kim lo i khó nóng ch y (kim lo i ch u nhi t).ạ ả ạ ị ệ
- Tính c ng:ứ Bi n đi t m m đn r t c ng.ế ổ ừ ề ế ấ ứ
T kh i, nhi t đ nóng ch y và tính c ng c a kim lo i ph thu c vào nhi u y uỷ ố ệ ộ ả ứ ủ ạ ụ ộ ề ế
t nh ki u m ng tinh th ; m t đ e; kh i l ng mol c a kim lo i...ố ư ể ạ ể ậ ộ ố ượ ủ ạ
V. Tính ch t hoá h cấ ọ
Tính ch t hóa h c c a các kim lo i là tính kh : ấ ọ ủ ạ ử M → Mn+ + ne
1. Tác d ng v i phi kimụ ớ
a. V i oxiớ
- H u h t các kim lo i đu tham gia ph n ng tr Au, Pt, và Agầ ế ạ ề ả ứ ừ → oxit baz ho cơ ặ
oxit l ng tính.ưỡ
2xM + yO2 → 2MxOy
- M c đ ph n ng v i oxi c a các kim lo i khác nhau: kim lo i càng m nh thìứ ộ ả ứ ớ ủ ạ ạ ạ
ph n ng càng m nh.ả ứ ạ
+ K, Na cháy t o thành oxit khi có l ng oxi h n ch . N u oxi d thì t o thànhạ ượ ạ ế ế ư ạ
peoxit.
0983.732.567
3
CH NG 5: ĐI C NG V KIM LO IƯƠ Ạ ƯƠ Ề Ạ
+ Ca, Mg, Al, Zn, Fe cháy t o thành oxit và kh năng ph n ng v i oxi gi mạ ả ả ứ ớ ả
d n.ầ
+ Các kim lo i t Pbạ ừ → Hg không cháy nh ng t o thành màng oxit trên b m t.ư ạ ề ặ
+ Các kim lo i t Agạ ừ → Au không cháy và không t o thành l p màng oxit trên bạ ớ ề
m t.ặ
- Ph n ng v i oxi c a kim lo i ph thu c vào b m t c a l p oxit t o thành: n uả ứ ớ ủ ạ ụ ộ ề ặ ủ ớ ạ ế
b m t không khít thì ph n ng hoàn toàn; n u b m t khít thì ch ph n ng trên bề ặ ả ứ ế ề ặ ỉ ả ứ ở ề
m t nh Al, Zn...ặ ư
b. V i cloớ
Các kim lo i đu tác d ng v i clo khi đun nóngạ ề ụ ớ → mu i clorua (KL có hóa trố ị
cao).
2M + nCl2 → 2MCln
c. V i các phi kim khácớ
Các kim lo i còn ph n ng đc v i nhi u phi kim khác nh Brạ ả ứ ượ ớ ề ư 2, I2, S...
2Al + 3I2 → 2AlI3 (H2O)
Fe + S → FeS (t0)
2. Tác d ng v i n cụ ớ ướ
a. nhi t đ th ngỞ ệ ộ ườ
- Ch có kim lo i ki m và ki m th nh Na, K, Ba và Ca ph n ngỉ ạ ề ề ổ ư ả ứ → ki m +ề
H2.
- Ph n ng t ng quát:ả ứ ổ 2M + 2nH2O → 2M(OH)n + nH2
b. Ph n ng nhi t đ caoả ứ ở ệ ộ
- Mg và Al có ph n ng ph c t p: ả ứ ứ ạ
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 (1000C)
Mg + H2O → MgO + H2 (≥ 2000C)
- Mn, Zn, Cr, Fe nhi t đ cao ph n ng v i h i n cở ệ ộ ả ứ ớ ơ ướ → oxit kim lo i + Hạ2.
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C)
Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C)
3. Tác d ng v i dung d ch axitụ ớ ị
0983.732.567
4
CH NG 5: ĐI C NG V KIM LO IƯƠ Ạ ƯƠ Ề Ạ
a. V i các dung d ch axit HCl, Hớ ị 2SO4 loãng, H3PO4... (H+)
Ch kim lo i đng tr c Hỉ ạ ứ ướ 2 m i có ph n ngớ ả ứ → mu i (trong đó kim lo i ch đtố ạ ỉ ạ
đn hóa tr th p) + Hế ị ấ 2.
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Chú ý: Na, K, Ba, Ca… khi cho vào dd ch axit thì ph n ng v i Hị ả ứ ớ + tr c, n u d thìướ ế ư
ph n ng v i Hả ứ ớ 2O. Pb đng tr c nh ng không tác d ng v i HCl và Hứ ướ ư ụ ớ 2SO4 loãng do t oạ
mu i khó tan bám trên m t c n tr ph n ng.ố ặ ả ở ả ứ
b. Tác d ng v i dung d ch các axit có tính oxi hóa m nh HNOụ ớ ị ạ 3, H2SO4 đc nóngặ
- H u h t các kim lo i đu có ph n ng (tr Au, Pt) ® mu i (KL có hóa tr caoầ ế ạ ề ả ứ ừ ố ị
nh t) + Hấ2O + s n ph m đc hình thành t s kh Sả ẩ ượ ừ ự ử +6 ho c Nặ+5.
- Al, Fe, Cr th đng v i Hụ ộ ớ 2SO4 đc ngu i và HNOặ ộ 3 đc ngu i.ặ ộ
4. Tác d ng v i dung d ch mu iụ ớ ị ố
- V i Na, K, Ca và Ba ph n ng v i n c tr c sau đó dung d ch ki m t o thành sớ ả ứ ớ ướ ướ ị ề ạ ẽ
ph n ng v i mu i.ả ứ ớ ố
- V i các kim lo i không tan trong n c, kim lo i ho t đng (đng tr c) đyớ ạ ướ ạ ạ ộ ứ ướ ẩ
đc kim lo i kém ho t đng (đng sau) ra kh i dung d ch mu i c a chúng theo quy t cượ ạ ạ ộ ứ ỏ ị ố ủ ắ
.α
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Chú ý:
2Fe3+ + Fe → 3Fe2+ Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+
Fe2+ + Ag+ → Ag + Fe3+
Khi vi t PTHH kim lo i không tan tác d ng v i dung d ch mu i ta chú ý dùngế ạ ụ ớ ị ố
quy t c alpha:ắ
Ví d :ụ Cu tác d ng v i dung d ch AgNOụ ớ ị 3
5. Ph n ng v i dung d ch ki mả ứ ớ ị ề
0983.732.567
5
CH NG 5: ĐI C NG V KIM LO IƯƠ Ạ ƯƠ Ề Ạ
- Các kim lo i tan trong n c: Na, K, Ca và Ba tác d ng v i n c có trong dungạ ướ ụ ớ ướ
d ch.ị
- M t s kim lo i có hiđroxit t ng ng là ch t l ng tính + dung d chộ ố ạ ươ ứ ấ ưỡ ị
bazơ → mu i + Hố2.
Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3/2H2
VI. Đi u ch kim lo iề ế ạ
1. Ph ng pháp nhi t luy nươ ệ ệ
- Nguyên t c: dùng ch t kh CO, C, Al, Hắ ấ ử 2 kh oxit kim lo i nhi t đ cao.ử ạ ở ệ ộ
Chú ý: * B n ch t c a ph n ngả ấ ủ ả ứ
2
CO CO O/ oxit
n = n = n
2 2
H O H O/ oxit
n = n = n
* Có th dùng ph ng pháp tăng/ gi m kh i l ng đ gi iể ươ ả ố ượ ể ả
- Ph m vi s d ng: th ng dùng trong công nghi p v i kim lo i sau Al.ạ ử ụ ườ ệ ớ ạ
2. Ph ng pháp th y luy nươ ủ ệ
- Nguyên t c: Dùng dung d ch thích h p (HCl, HNOắ ị ợ 3, n c c ng toan, CNướ ườ -…) hòa
tan nguyên li u sau đó l y kim lo i m nh (không tan trong n c) đy kim lo i y u kh iệ ấ ạ ạ ướ ẩ ạ ế ỏ
dung d ch c a nó.ị ủ
- Ph m vi s d ng: th ng dùng trong phòng thí nghi m đ đi u ch các kim lo iạ ử ụ ườ ệ ể ề ế ạ
sau Mg (th ng là kim lo i y u).ườ ạ ế
- Ph ng pháp th y luy n có hai giai đo n:ươ ủ ệ ạ
+ Th nh t là hòa tan qu ng (nguyên li u).ứ ấ ặ ệ
+ Th hai là dùng kim lo i m nh h n đy kim lo i c n đi u ch ra kh iứ ạ ạ ơ ẩ ạ ầ ề ế ỏ
dung d ch.ị
3. Ph ng pháp đi n phânươ ệ
- Đi n phân là quá trình oxi hóa - kh x y ra trên b m t các đi n c c d i tácệ ử ả ề ặ ệ ự ướ
d ng c a dòng đi n m t chi u đi qua dung d ch đi n ly ho c ch t đi n ly nóng ch y.ụ ủ ệ ộ ề ị ệ ặ ấ ệ ả
- Quá trình đi n phân x y ra qua b n giai đo n:ệ ả ố ạ
+ Giai đo n 1: Các ch t đi n ly phân ly ra ion (trong dung d ch ho c khi nóngạ ấ ệ ị ặ
ch y).ả
0983.732.567