Đại cương về kim loại là gì? Sơ đồ tư duy, lý thuyết và bài tập 

10:56 08/02/2024

Đại cương về kim loại là một trong những nội dung trọng tâm trong chương trình hóa 12 và thường xuyên xuất hiện trong đề thi THPT Quốc Gia hàng năm. Vì vậy để đạt điểm cao trong kỳ thi này, các em học sinh cần ôn tập kỹ lưỡng và luyện giải nhiều dạng bài tập đại cương về kim loại. Trong bài viết dưới đây, chúng mình đã tổng hợp lại kiến thức lý thuyết và sơ đồ tư duy đại cương về kim loại 12 giúp các bạn học sinh dễ dàng ôn luyện. 

đại cương về kim loại là gì
đại cương về kim loại là gì

Đại cương về kim loại là gì 

1. Khái niệm kim loại

Trong hóa học, kim loại là những nguyên tố hóa học có tính chất chung như: dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, có ánh kim, dễ uốn, dễ kéo sợi, có tính phản ứng hóa học. 

2. Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn hóa học

Các nguyên tố hoá học được phân thành kim loại và phi kim. Trong số 110 nguyên tố hoá học đã biết có tới gần 90 nguyên tố là kim loại. Trong bảng tuần hoàn có hơn 80% các nguyên tố hóa học là kim loại, gồm: 

  • Các nguyên tố s thuộc nhóm IA và IIA (trừ H, He).
  • Các nguyên tố p thuộc nhóm IIIA (trừ Bo), Sn, Pb (nhóm IVA), Bi (nhóm VA) và Po (nhóm VIA).
  • Tất cả các nguyên tố d (thuộc các nhóm B).
  • Tất cả các nguyên tố f (thuộc họ Lantan và họ Actini).

→ Kim loại tập trung ở phía dưới và bên trái của bảng tuần hoàn.

3. Cấu tạo nguyên tử kim loại

  • Nguyên tử kim loại có ít e ở lớp ngoài cùng: thường từ 1 đến 3e.
  • Bán kính nguyên tử lớn và điện tích hạt nhân nhỏ so với các phi kim trong cùng chu kì.
  • Năng lượng ion hóa thấp và độ âm điện nhỏ so với các phi kim cùng chu kỳ.

Lý thuyết Đại cương về kim loại

1. Tính chất vật lý của kim loại

Các tính chất vật lí chung

  • Kim loại có tính chất vật lí chung là dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.
  • Các tính chất vật lí chung này là do các e tự do có trong mạng tinh thể kim loại gây ra.

Một số tính chất vật lí khác

Tỉ khối: của các kim loại rất khác nhau nhưng thường dao động từ 0,5 (Li) đến 22,6 (Os). Thường thì:

  • d < 5: kim loại nhẹ (K, Na, Mg, Al).
  • d > 5: kim loại nặng (Zn, Fe...).

Nhiệt độ nóng chảy: biến đổi từ -390C (Hg) đến 34100C (W). Thường thì:

  • t < 10000C: kim loại dễ nóng chảy.
  • t > 15000C: kim loại khó nóng chảy (kim loại chịu nhiệt).

Tính cứng: Biến đổi từ mềm đến rất cứng.

2. Tính chất hóa học của kim loại

Tính chất hóa học của các kim loại là tính khử: M → Mn+ + ne

  1. Tác dụng với phi kim
  • Với oxi: Hầu hết các kim loại đều tham gia phản ứng trừ Au, Pt, và Ag → oxit bazơ hoặc oxit lưỡng tính.
    • 2xM + yO2 → 2MxOy
  • Với clo: Các kim loại đều tác dụng với clo khi đun nóng → muối clorua (KL có hóa trị cao).
    • 2M + nCl2 → 2MCln 
  • Với các phi kim khác: Các kim loại còn phản ứng được với nhiều phi kim khác như Br2, I2, S...
    • 2Al + 3I2 → 2AlI3 (H2O)
    • Fe + S → FeS (t0)
  1. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường: 2M + 2nH2O → 2M(OH)n + nH2

Phản ứng ở nhiệt độ cao

  • Mg và Al có phản ứng phức tạp:                 
    • Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 (1000C)
    • Mg + H2O → MgO + H2 (≥ 2000C)
  • Mn, Zn, Cr, Fe ở nhiệt độ cao phản ứng với hơi nước → oxit kim loại + H2.
    • 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C)
    • Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C)
  1. Tác dụng với dung dịch axit
  • Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng, H3PO4... (H+): 
    • Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
  • Tác dụng với dung dịch các axit có tính oxi hóa mạnh HNO3, H2SO4 đặc nóng
  1. 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 (đứng trước) đẩy được kim loại kém hoạt động (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối của chúng theo quy tắc α.
    • Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
  1. Phản ứng với dung dịch kiềm
  • Các kim loại tan trong nước: Na, K, Ca và Ba tác dụng với nước có trong dung dịch.
  • Một số kim loại có hiđroxit tương ứng là chất lưỡng tính + dung dịch bazơ → muối + H2.
    • Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3/2H2 

3. Điều chế kim loại 

  • Phương pháp nhiệt luyện: sử dụng nhiệt để khử ion kim loại trong hợp chất chứa kim loại thành kim loại nguyên chất. Phương pháp này được sử dụng để điều chế các kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình và cao, chẳng hạn như sắt, nhôm, đồng,...
  • Phương pháp thủy luyện: sử dụng dung dịch chất khử để khử ion kim loại trong hợp chất chứa kim loại thành kim loại nguyên chất. Phương pháp này được sử dụng để điều chế các kim loại có độ hoạt động hóa học thấp, chẳng hạn như vàng, bạc, đồng,...
  • Phương pháp điện phân: sử dụng dòng điện một chiều để khử ion kim loại trong dung dịch điện ly thành kim loại nguyên chất. Phương pháp này được sử dụng để điều chế các kim loại có độ hoạt động hóa học rất thấp, chẳng hạn như natri, kali,...

Sơ đồ tư duy Đại cương về kim loại

Dưới đây là sơ đồ tư duy chương Đại cương về kim loại: 

sơ đồ tư duy đại cương về kim loại
sơ đồ tư duy đại cương về kim loại

Kinh nghiệm học Đại cương về kim loại

Trước hết, các bạn học sinh cần nắm chắc lý thuyết về Kim loại bao gồm cấu tạo, các tính chất vật lý và hóa học của kim loại để có thể dễ dàng áp dụng vào giải bài tập. Để ghi nhớ kiến thức nhanh chóng, hiệu quả các bạn học sinh nên tự tổng hợp và xây dựng cho mình sơ đồ tư duy cá nhân. 

Việc luyện giải bài tập thường xuyên cũng là một cách hiệu quả để củng cố kiến thức và nâng cao điểm số. Các bạn học sinh nên làm nhiều dạng bài tập khác nhau, bao gồm cả bài tập trắc nghiệm và bài tập tự luận có mức độ từ dễ đến khó. Khi luyện giải bài tập, học sinh cần chú ý phân tích kỹ đề bài, xác định phương pháp giải phù hợp và kiểm tra lại kết quả. 

kinh nghiệm học đại cương về kim loại
kinh nghiệm học đại cương về kim loại

Hy vọng với những kinh nghiệm mà chúng mình đã chia sẻ trên đây sẽ giúp các bạn học sinh có quá trình học tập và ôn thi hiệu quả. BTEC FPT chúc bạn thành công trên con đường học tập. 

 

Tags:

Có thể bạn chưa đọc

  • Đặt câu hỏi tư vấn
  • BTEC FPT sẽ trực tiếp liên hệ lại với bạn trong vòng 48h để giải đáp cụ thể mọi thắc mắc về vấn đề tuyển sinh và học tập của bạn