Vì sao kim loại nhiều hơn phi kim
Table of ContentsKim loại và phi kim là hai loại đơn chất cực kỳ quan trọng và phổ biến trong chương trình hóa học trung học. Trái ngược với kim loại là những nguyên tố cho e, phi kim là những nguyên tố hóa học nhận e khi tham gia phản ứng hóa học nên nó thường mang điện tích âm trong hợp chất. Show
Ở điều kiện thường, phi kim tồn tại ở cả 3 trạng thái: rắn (I2, S, P, ...); lỏng (chỉ có Br2); khí (O2, Cl2, H2, N2,...). Hầu hết các nguyên tố phi kim không có ánh kim, dẫn nhiệt kém, nhiệt độ nóng chảy thấp. Phần lớn các phi kim không dẫn điện; một số thì có sự biến tính, ví dụ như cacbon: dạng thù hình than chì có thể dẫn điện, còn dạng thù hình kim cương thì không dẫn điện. Phân loại các nguyên tố phi kimPhi kim gồm có các loại sau: Khí hiếm: Heli, Neon, Argon, Krypton,Xenon, Radon, Oganesson Halogen: Flo, Clo, Brom, Iot, Astatin Á kim: boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) và polonium (Po) Các phi kim còn lại: ôxy, lưu huỳnh, selen, nitơ, phốtpho, cacbon, hiđrô Tính chất hóa học của phi kim1. Tác dụng với kim loạiPhi kim tác dụng với kim loại tạo muối hoặc oxit 2Na + Cl2 → 2NaCl (Natri clorua) Fe + S → FeS (Sắt (II) sunfua) 2Na + H2 → 2NaH (Natri hidrua) 2Cu + O2 → 2CuO (Đồng II oxit) 3Fe +2O2 → Fe3O4 (Sắt (II) (III) oxit) 2. Tác dụng với hiđro:Các phi kim tác dụng với hidro đa số đều tạo thành hợp chất khí, có thể hòa tan trong nước tạo thành axit. H2 + Cl2 → 2HCl H2 + S → H2S H2 + Br2 → 2HBr 2H2 + O2 → 2H2O 3. Tác dụng với oxi:Một số phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit C + O2 → CO2 4P + 5O2 → 2P2O5 4. Một số tính chất riêng của phi kimMột số phi kim tác dụng với dung dịch axit sunfuric, axit nitric đặc nóng S + 2H2SO4 → 3SO2↑ + 2H2O C + 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + CO2 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O Phi kim halogen tác dụng với NaOH Tùy vào độ mạnh yếu của phi kim halogen mà tạo ra những sản phẩm khác nhau ở những điều kiện khác nhau: F> Cl > Br > I Flo phản ứng với NaOH loãng nồng độ 2% lạnh: 2F2 + 2NaOH → OF2 + 2NaF + H2O Cl2 + 2NaOH → H2O + NaCl + NaClO 3Cl2 + 6NaOH 3H2O + 5NaCl + NaClO3 Br2 + 2NaOH đậm đặc, lạnh → H2O + NaBrO + NaBr 3Br2 + 6NaOH đậm đặc, nóng → 3H2O + NaBrO3 + 5NaBr I2 + 2NaOHđậm đặc, lạnh → H2O + NaI + NaIO 5. Mức độ hoạt động hóa học của phi kim: Mức độ hoạt động hóa học của phi kim thường được xét dựa vào khả năng và mức độ phản ứng của phi kim đó với kim loại và hiđro. Flo, oxi, clo là những phi kim hoạt động mạnh (flo là phi kim hoạt động mạnh nhất vì có độ âm điện cao nhất: 3,98). Lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic là những phi kim hoạt động yếu hơn Bài tập về phi kimBài 1: Nung hỗn hợp gồm 5,6g sắt và 1,6g lưu huỳnh trong môi trường không có không khí thu được hỗn hợp chất rắn A. Cho dung dịch HCl 1M phản ứng vừa đủ với A thu được hỗn hợp khí B. Hướng dẫn giải: = 0,1 mol; = 0,05 mol Phương trình phản ứng: Fe + S → FeS (1) Theo phương trình: = = 0,05 mol ⇒ = 0,1 – 0,05 = 0,05 mol = = 0,05 mol Nên hỗn hợp chất rắn A có Fe dư và FeS Dựa vào phương trình phản ứng (2) và (3), ta có: = 2. + 2. = 2. 0,05 + 2. 0,05 = 0,2 mol = 0,2 /1 = 0,2 lít. Bài 2 Đốt bột 13g Zn trong không khí, sau khi kết thúc phản ứng, người ta cho vào hỗn hợp một lượng dư dung dịch HCl thì thấy có khí 3,36l thoát ra (đktc). Tính hiệu suất đốt Dựa vào phương trình (1)( 2)( 3) ta thấy số mol hidro thoát ra bằng số mol kẽm không phản ứng cháy. Vậy hiệu suất cháy: Bài 3 Cho dung dịch chứa 0,4 mol HCl tác dụng với dư thu được khí clo. Khí clo tạo ra phản ứng hết với Al Tính khối lượng thu được = 0,1 mol => = 0,2/3 mol => Khối lượng = 0,2x133,5/3 = 8,9 gam Bài 4 Một hỗn hợp gồm và có thể tích 4,48 lít (đktc) khi cho sục vào dung dịch NaOH dư. Tính khối lượng tạo ra. Biết trong hỗn hợp đầu, thể tích và bằng nhau Do NaOH dư, nên chỉ có phản ứng: = = 0,1 mol => = 0,1 mol Khối lượng = 106 x 0,1 = 10,6 gam Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về tính chất hóa học của phi kim, hi vọng những kiến thức này giúp ích được bạn trong việc học. Các bạn nên làm các đề bài mình ra trước khi xem đáp án để đạt hiệu quả tốt nhất.
Một trong những vật liệu phổ biến nhất xung quanh chúng ta là kim loại hoặc có thành phần chính từ kim loại (hợp kim). Vậy chúng là gì và đặc điểm, tính chất của kim loại như thế nào ? Mà lại góp phần cho cuộc sống con người hữu ích đến vậy? Trong bài viết này cùng Inox Đại Dương tìm hiểu đặc điểm, tính chất hóa học và ứng dụng của kim loại là gì nhé! Kim loại là gì? Đặc điểm và cấu tạo của kim loạiNhắc đến kim loại, người ta thường biết đến chúng là một vật chất rắn, dẫn nhiệt và dẫn điện. Tuy nhiên, cụ thể hơn kim loại là những nguyên tố hóa học mà tạo ra được ion dương và có các liên kết kim loại. Cùng với phi kim và á kim, kim loại cũng được phân biệt bởi mức độ ion hóa. Trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, kim loại chiếm khoảng 80% còn phi kim và á kim chiếm khoảng 20%.  Trong tự nhiên, phi kim chiếm số lượng nhiều hơn mặc dù trên bảng tuần hoàn, các vị trí của kim loại là đa số. Những kim loại phổ biến nhất có thể kể đến như sắt (Fe), Nhôm (Al), đồng (Cu), vàng (Au), bạc (Ag), Kẽm (Zn)… Phân loạiKim loại có 4 loại, mỗi loại có cấu tạo và ứng dụng khác nhau, phục vụ cho mục đích sản xuất khác nhau. Kim loại cơ bảnLà những kim loại dễ dàng phản ứng với môi trường bên ngoài, tạo nên sự ăn mòn, oxi hóa. Ngoài ra, chúng có có phản ứng hóa học với HCl (axit clohydric dạng loãng). Một số kim loại cơ bản điển hình là sắt, chì, kẽm… Riêng đồng, mặc dù nó không có phản ứng hóa học với axit clohidric. Nhưng lại dễ bị oxy hóa nên cũng được phân vào nhóm kim loại cơ bản. Kim loại hiếmNgược lại với kim loại cơ bản, những kim loại thuộc nhóm hiếm ít bị ăn mòn bởi oxi và axit. Đồng thời, giá trị của chúng cũng cao hơn nhiều so với các loại kim loại còn lại. Một số kim loại hiếm như: vàng, bạc, bạch kim…
Kim loại đenLà những kim loại có chứa sắt (Fe) và có từ tính. Ví dụ như gang, thép và các hợp kim từ sắt khác, được tạo thành từ 2 nguyên tố chủ yếu là sắt và carbon. Kim loại đen rất phổ biến và là một trong những kim loại được tái chế nhiều lần. Tuy có độ bền và độ linh hoạt trong gia công tạo hình nhưng đây là kim loại dễ bị rỉ sét, vì nó có thành phần từ sắt. Để loại trừ khuyết điểm này, các nhà luyện kim sẽ bổ sung một số nguyên tố hóa học như Crom, niken… để tăng khả năng chống ăn mòn. Vật liệu điển hình cho hợp kim này chính là thép không gỉ, hay còn gọi là inox. Kim loại màuKim loại màu là các kim loại còn lại không phải kim loại đen. Chúng không có màu đen, không phải sắt hay hợp kim từ sắt. Chúng có màu đặc trưng riêng và được sản xuất từ quặng màu nguyên sinh hoặc thứ sinh. Kim loại màu chống ăn mòn tốt hơn kim loại đen, dẫn nhiệt và dẫn điện khá tốt. Nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nên khả năng đúc dễ dàng hơn so với kim loại đen.
Tính chất vật lý, hóa học của kim loạiCũng như các loại vật liệu khác, kim loại cũng có đặc điểm về cơ, lý tính và hóa học đặc trưng. Tính chất vật lýKim loại có tính cứng, màu sắc ánh kim, có thể dát mỏng và gia công thành nhiều hình thù đa dạng. Nhờ các ion, chúng dẫn điện tốt. Ngoài ra, kim loại còn có từ tính và dẫn nhiệt tốt, có điểm nóng chảy cao. Tính giãn nở nhiệt cũng là đặc trưng của kim loại, khi gặp nhiệt độ nóng chúng có xu hướng giãn ra; Ngược lại, khi gặp nhiệt độ thấp (lạnh), chúng sẽ co lại. Hay Hầu hết, ở nhiệt độ môi trường, kim loại ở thể rắn, trừ thủy ngân và copernixi (ở thể lỏng). Về cơ tính, kim loại và các hợp kim của nó có tính dẻo, đàn hồi, và có độ bền kéo, độ bền nén nhất định. Tùy vào cấu tạo mà mỗi kim loại có mức độ cơ tính, lý tính cao hơn hay thấp hơn nhau. Ngoài ra, kim loại là vật liệu có nhiều ưu điểm nhất trong gia công như đúc, rèn, cắt gọt, đột, dập, chấn, hàn mài… Đặc biệt, với công nghệ nhiệt luyện, độ cứng của kim loại và hợp kim có thể được thay đổi. Nhằm tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau. Tính chất hóa họcKim loại có thể tác dụng với phi kim, axit, nước, muối để tạo thành các hợp chất. Phản ứng hóa học của kim loại với các chất này có thể có hoặc không có chất xúc tác đi kèm. Tác dụng với axit Khi kim loại phản ứng với axit sẽ tạo ra muối và khí Hidro. Trong trường hợp chất phản ứng là axit đặc, nóng, phản ứng tạo ra muối Nitrat và các khí (như N2, NO2, NO…). Hay muối Sunfat và các khí (SO2, H2S). Tác dụng với phi kim Phi kim là những nguyên tố nằm bên phải bảng tuần hoàn hóa học. Có tính chất không dẫn điện (ngoại trừ Cacbon, graphit), dễ nhận electron (ngoại trừ Hidro). Một số phi kim: oxi, nitơ, photpho, lưu huỳnh, cacbon, hiđrô… Khi kim loại tác dụng với phi kim sẽ tạo ra oxit (khi phản ứng với O2). Hoặc tạo ra muối khi phản ứng với các phi kim khác như Cl, S… (xem chi tiết tại đây) Tác dụng với nước Ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, khi kim loại tác dụng với nước có thể cho ra bazơ, kim loại kiềm hay oxit và hidro. Tác dụng với muối Khi kim loại được kết hợp với một muối của kim loại yếu hơn nó, phản ứng sẽ tạo ra muối và kim loại mới. Ứng dụng của kim loại trong đời sống hiện nayKim loại xuất hiện rất nhiều trong cuộc sống, được ứng dụng vô cùng đa dạng ở nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến dân dụng. Chúng là nguyên liệu chính để tạo ra những sản phẩm thiết yếu, phục vụ cho sản xuất và cho cuộc sống hằng ngày. Có thể kể đến một số ứng dụng phổ biến của kim loại như: Trong sản xuất:Kim loại được dụng nhiều trong ngành luyện kim và sản xuất, gia công cơ khí, chế tạo máy móc, thiết bị. Sắt, thép (và hợp kim của chúng như inox) hoặc nhôm, kẽm… Được sử dụng phần lớn để tạo ra nhiều chi tiết, phụ kiện, chế tạo phôi, khuôn đúc… Trong xây dựng:Kim loại đen, kim loại cơ bản thường được dùng để phục vụ cho các công trình xây dựng như nhà ở, tòa nhà, cầu đường, các kiến trúc lớn nhỏ khác nhau… Trong giao thông vận tải:Ứng dụng làm vỏ các loại phương tiện, chi tiết máy móc, thiết bị và phụ kiện, khớp nối trong hầu hết các phương tiện từ xe đạp, xe máy, ô tô, xe tải, máy bay hay tàu thủy. Trong gia dụng:Kim loại được sử dụng để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống như bàn ghế, dụng cụ bếp, cầu thang, cửa, cổng… Trang trí – thiết kế:Ngoài ra, kim loại màu như còn được dùng nhiều trong trang trí nội thất. Nhờ tính tạo hình và dễ gia công, kim loại được uốn và cắt theo nhiều họa tiết, hoa văn đặc sắc… Giúp sản phẩm vừa mang tính ứng dụng thực tiễn, vừa làm đẹp cho không gian. Trong hóa học:Kim loại được dùng để nghiên cứu, phân tích những phản ứng hóa học. Từ đó các nhà khoa học phát triển thêm nhiều vật liệu hữu ích khác trên nền tảng các nguyên tố kim loại nhằm phục vụ cho cuộc sống hiện đại. Kim loại là vật liệu hữu ích và vô cùng cần thiết đối với chúng ta. Chúng hiện diện ngày càng nhiều, nhờ sự tiến bộ và khả năng, trình độ của con người. Chúng ngày càng có nhiều ưu điểm hơn, phù hợp với nhiều mục đích và lĩnh vực. Điều quan trọng, con người cần sử dụng chúng đúng và không lãng phí để góp phần bảo vệ môi trường, tiết kiệm nguồn nguyên liệu mà tự nhiên ban tặng.
Bài viết: Kim loại là gì? Đặc điểm và tính chất hóa học của Công ty Inox Đại Dương – Hy vọng hữu ích đến các bạn ! Ban biên tập: Inox Đại Dương |
