Lý thuyết tính chất của kim loại, dãy điện hoá của kim loại

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI

1. Tính chất vật lí chung

a) Tính dẻo

=> Kim loại có tính dẻo nhất là Au

b) Tính dẫn điện

=> Khả năng dẫn điện của một số kim loại Ag > Cu > Au > Al > Fe

c) Tính dẫn nhiệt

d) Tính ánh kim

=> Tính chất vật lí chung của kim loại như nói ở trên gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.

2. Tính chất vật lí riêng

Một số tính chất vật lý riêng của kim loại:

a) Tính cứng

=> Kim loại mềm nhất là Cs, kim loại cứng nhất là Cr

b) Nhiệt độ nóng chảy

=> Kim loại dễ nóng chảy nhất là Hg (-39 độ C), khó nóng chảy nhất là W

c) Khối lượng riêng

- Kim loại có khối lượng riêng D < 5 gam/cm3 là kim loại nhẹ (Na, Li, Mg, Al,…)

- Kim loại có khối lượng riêng D > 5 gam/cm3 là kim loại nặng.( Cr, Fe, Zn, Pb, Ag, Hg,…)

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI

Tính chất điển hình của kim loại là tính khử: M → Mn+  + ne

1. Tác dụng với phi kim

a) Tác dụng với clo

Hầu hết các kim loại đều có thể khử trực tiếp clo → muối clorua

\(\overset{o}{\mathop{2Fe}}\,\,\,\,+\,\,\,3\overset{o}{\mathop{C{{l}_{2}}}}\,\,\,\,\xrightarrow{{{t}^{o}}}\,\,\,2\overset{+3}{\mathop{Fe}}\,\overset{-1}{\mathop{C{{l}_{3}}}}\,\)

b) Tác dụng với oxi

\(\overset{o}{\mathop{4Al}}\,\,\,\,+\,\,\,3\overset{o}{\mathop{{{O}_{2}}}}\,\,\,\,\xrightarrow{{{t}^{o}}}\,\,\,2\overset{+3}{\mathop{A{{l}_{2}}}}\,\overset{-1}{\mathop{{{O}_{3}}}}\,\)

c) Tác dụng với lưu huỳnh

Nhiều kim loại có thể khử lưu huỳnh từ  xuống . Phản ứng cần đun nóng (trừ Hg). Ví dụ:

\(\overset{o}{\mathop{Hg}}\,\,\,\,+\,\,\,\overset{o}{\mathop{S}}\,\,\,\,\xrightarrow{{{t}^{o}}\,th\ddot{o}\hat{o}ng}\,\,\,\overset{+2}{\mathop{Hg}}\,\overset{-2}{\mathop{S}}\,\)

2. Tác dụng với dung dịch axit 

a) Với dung dịch HCl, $H_{2}S{O}_4$loãng

Kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học có thể tác dụng được với axit để sinh ra khí ${\mathrm{H}}_2$ bay lên.

\(\overset{o}{\mathop{Fe}}\,\,\,\,+\,\,\,2\,\overset{+1}{\mathop{H}}\,Cl\to \,\,\,\overset{+2}{\mathop{Fe}}\,\overset{-1}{\mathop{C{{l}_{2}}}}\,\,\,+\,\,\overset{o}{\mathop{{{H}_{2}}}}\,\)

b) Với dung dịch HN${\mathrm{O}}_3$, $H_{2}S{O}_4$ đặc

KL + ($H_{2}S{O}_4$ đ, HN$O_3$) → muối + sản phẩm khử (S${\mathrm{O}}_2$, NO, N$O_2$, $H_2$S ….) + $H_2$O

\(3\overset{o}{\mathop{Cu}}\,\,\,+\,\,8H\overset{+5}{\mathop{N}}\,{{O}_{3}}\,\,\xrightarrow{{{t}^{o}}}\,\,3\overset{+2}{\mathop{Cu}}\,{{(N{{O}_{3}})}_{2}}\,\,+\,\,2\overset{+2}{\mathop{N}}\,O\,\,+\,\,4{{H}_{2}}O\)

\(\overset{o}{\mathop{Cu}}\,\,\,+\,\,2{{H}_{2}}\overset{+5}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}\,\,\xrightarrow{{{t}^{o}}}\,\,\overset{+2}{\mathop{Cu}}\,S{{O}_{4}}\,\,+\,\,\overset{+2}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}\,\,+\,\,2{{H}_{2}}O\)

● Chú ý : HNO3, $H_{2}S{O}_4$ đặc, nguội làm thụ động hoá Al, Fe, Cr, ...

KL sẽ lên số OXH cao nhất khi tác dụng với dung dịch HNO3, $H_{2}S{O}_4$ đặc.

3. Tác dụng với nước

      \(\overset{o}{\mathop{Na}}\,\,\,\,+\,\,\,2\,\overset{+1}{\mathop{{{H}_{2}}}}\,O\,\,\to \,\,\,\overset{+1}{\mathop{2Na}}\,OH\,\,+\,\,\overset{o}{\mathop{{{H}_{2}}}}\,\)    

4. Tác dụng với dung dịch muối

- Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.

- Với các kim loại không tan trong nước, kim loại hoạt động đẩy được kim loại kém hoạt động ra khỏi dung dịch muối của chúng theo quy tắc α.

\(\overset{o}{\mathop{Fe}}\,\,\,\,+\,\,\,\,\overset{+2}{\mathop{Cu}}\,S{{O}_{4}}\,\,\to \,\,\,\overset{+2}{\mathop{Fe}}\,S{{O}_{4}}\,\,+\,\,\overset{o}{\mathop{Cu}}\,\)

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).

  $2\mathrm{Al} + 6H_{2}O + 2\mathrm{NaOH} \to 2\mathrm{Na}\left[\mathrm{Al}{\left(\mathrm{OH}\right)}_4\right] + 3H_2$

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

III. 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.

Sơ đồ tư duy: Tính chất của kim loại, dãy điện hoá của kim loại