www.khoabang.com.vn Luyn thi trờn mng
_________________________________________________________________
G.V Lờ Kim Long - HKHTN
Bài số 01: Tính chất chung của Kim loại
1) Kim loại:
+ Kim loại là các nguyên tố có ít electron ở các phân lớp ngoài cùng. Khái niệm
ít ở đây áp dụng cho các kim loại là các nguyên tố nhóm A thờng có số electron là
3 e. Trong khi các nguyên tố nhóm A có lớp vỏ hoá trị có 1 đến 8 electron. Các
nguyên tố có nhiều hơn 3 electron ở lớp vỏ hoá trị thờng là các phi kim.
+ Trờng hợp ngoại lệ là các nguyên tố:
Có ít e lại không mang tính kim loại đặc trng: H:1e; Be: 2e; B: 3e.
Nhiều e mà có tính kim loại đặc trng: Ge, Sn, Pb: 4e; Sb, Bi: 5e; Te, Po: 6e;
At: 7e.
+ Đối với các nguyên tố nhóm B: có phân lớp cận ngoài cùng (phân lớp d) có từ 1
đến 10 electron và lớp ngoài cùng (s) có từ 1 đến 2 electron (thậm chí có thể không
có electron nào nh nguyên tố Pd). Đây là hai lớp electron khác nhau. Có một số
trờng hợp đặc biệt, xảy ra sự di chuyển một e ở lớp ngoài vào phân lớp bên trong và
tạo phân lớp giả bão hòa (nh Crôm: 3d
5
) và bão hoà (nh Đồng 3d
10
) làm cho phân
lớp s (phân lớp ngoài cùng) còn lại có 1 e. Các nguyên tố nhóm B khác đều có hai
electron phân lớp ngoài cùng. Theo quan niệm nh trên do thờng có một hay hai e ở
lớp vỏ ngoài nên tất cả các kim loại nhóm B đều là các kim loại. Do có thêm các e ở
phân lớp d bên trong, nên các kim loại nhóm B còn có thêm các số ôxi hóa khác nữa
và thờng lớn hơn +2. Thí dụ nguyên tố Mangan có các số ôxi hoá bền là +2, + 4, +
6 và +7.
+ Tơng tác của các electron hóa trị với hạt nhân trong kim loại yếu hơn so với
các phi kim nên kim loại dễ nhờng e.
xung quanh các hạt nhân - không gian tinh thể kim loại.
+ Trong phần cấu tạo nguyên tử (lớp 10) ta đã biết rằng giữa nguyên tử và không
gian xung quanh không có một ranh giới rõ rệt. Chúng ta thừa nhận rằng obitan
nguyên tử hay đám mây electron là phần không gian chứa 90% xác suất tìm thấy
electron ở xung quanh hạt nhân. Vì vậy chúng ta chấp nhận bán kính nguyên tử là
nửa khoảng cách trung bình giữa hai hạt nhân trong tinh thể và thừa nhận nguyên
tử là hình cầu.
+ Khi coi các nguyên tử là hình cầu thì giữa các nguyên tử trong tinh thể có
những khoảng trống. Tỉ lệ giữa thể tích do các nguyên tử chiếm và không gian tinh
thể chiếm đợc gọi là độ chiếm chỗ của kim loại. Độ chiếm chỗ trong tinh thể kim
loại thay đổi theo kiểu mạng lới tinh thể từ 68% ở tinh thể lập phơng tâm khối đến
74% ở tinh thể lập phơng tâm mặt và lục giác đặc khít.
www.khoabang.com.vn Luyn thi trờn mng
_________________________________________________________________
G.V Lờ Kim Long - HKHTN
+ Xét một đơn vị tinh thể kim loại (một tế bào cơ bản của tinh thể hay gọi là một
hộp tinh thể): Trong tinh thể lập phơng tâm khối một hộp có 8 nguyên tử ở 8 đỉnh.
Mỗi nguyên tử ở đỉnh hộp chung với 8 hộp lân cận nên thể tích đóng góp cho hộp
đang xét
8
1
thể tích của nguyên tử. Nh thế là trong hộp có 8 x
8
1
= đúng thể tích
của 1 nguyên tử. Ngoài ra ở tâm mỗi hộp có một nguyên tử. Nh vậy trong mỗi hộp
có thể tích của hai nguyên tử. Các nguyên tử trên đờng chéo của hộp tiếp xúc nhau,
còn hai nguyên tử ở hai đỉnh lân cận bị nguyên tử ở giữa làm kênh lên do đó không
tiếp xúc với nhau. Nếu cạnh hộp là a, bán kính nguyên tử là r ta có đờng chéo trên
xạ này có một phần nhỏ chuyển thành nhiệt năng làm khối kim loại nóng lên còn lại
www.khoabang.com.vn Luyn thi trờn mng
_________________________________________________________________
G.V Lờ Kim Long - HKHTN
đợc phát trả lại nh cũ nên khi kim loại ở dạng khối thì có thể coi nh chuyển toàn
bộ ánh sáng đến mắt ta gây ra ánh kim. Nếu kim loại ở dạng bột thì có bề mặt ngăn
cách nên ánh sáng bị phát tán theo mọi hớng nên đến mắt ngời quan sát rất ít gây
ra màu xám hay đen của bột kim loại, trừ trờng hợp bột nhôm (nhũ nhôm).
+ Các electron trong khối kim loại có tơng tác với các hạt nhân mà lại rất linh
động nên khi tác động một lực cơ học lên tinh thể thì các hạt nhân bị di chuyển, các
lớp hạt nhân bị xô lệch nhng do khí electron mà khoảng cách giữa các hạt nhân vẫn
đợc giữ nguyên nh trớc. Do đó kim loại dễ dát mỏng và kéo thành sợi.
+ Khi đốt nóng một đầu thanh kim loại các hạt nhân dao động mạnh lên (động
năng tăng dần), động năng này đợc truyền cho các electron. Do các e dễ dàng di
chuyển trong khối kim loại nên nó không chỉ truyền động năng cho các hạt nhân lân cận
mà còn có thể truyền cho các hạt nhân ở xa hơn nên dẫn nhiệt nhanh hơn. Kim loại dẫn
nhiệt tốt. Hiện tợng tơng tự đối với tính dẫn điện.
Bài tập thí dụ: Tìm bán kính nguyên tử của sắt biết khối lợng riêng của sắt là
7,87 g/cm
3
. Cho Fe: 55,85 nếu cho rằng các nguyên tử sắt có dạng cầu và xếp khít nhau
trong mạng lới lập phơng tâm diện có độ chiếm chỗ bằng 74%.
Giải:
+ Trong mạng lới tinh thể sắt, các nguyên tử sắt có dạng cầu và tiếp xúc nhau ở mặt
bên.
+ Nh vậy nếu gọi a là cạnh của hình lập phơng là tế bào cơ bản của tinh thể, r là
bán kính nguyên tử sắt thì đờng chéo của mặt bên là 4r. Ta có (4r)
2
= a
sắt có
khối lợng 7,87 gam. Nh vậy 1 mol sắt với khối lợng 55,85 gam có thể tích bằng:
55,85/7,87 = 7,097 cm
3
. Thể tích của 1 mol sắt tinh thể có 6,02 . 10
23
nguyên tử sắt
nên thể tích của 1 nguyên tử sắt trong tinh thể là 7,097/6,02.10
23
= 1,179.10
-23
cm
3
.
Thể tích thực của nguyên tử sắt là 0,74 x 1,179.10
-23
cm
3
= 0,872. 10
-23
cm
3
Ta có:
323
3
10.872,0
3
4
cm
.
4) Tìm d của tinh thể các kim loại Zn và Au cho biết các nguyên tử hình cầu có độ
chiếm chỗ là 75%. Cho biết Zn: 65,38; r = 1,35 A
o
. Au: 196.9665 r = 1,48 A
o
.
5) Ô xi hoá hoàn toàn 2 gam một kim loại M thuộc một phân nhóm chính của bảng hệ
thống tuần hoàn thì thu đợc 2,553 gam ôxit. Hãy xác định kim loại M (dùng bảng
HTTH và sử dụng khối lợng mol nguyên tử có 1 số lẻ sau dấu phảy).
www.khoabang.com.vn Luyn thi trờn mng
_________________________________________________________________
G.V Lờ Kim Long - HKHTN
6) Một viên bi đồng nhất làm bằng kim loại có dạng hình cầu có khối lợng = 8 g. Cho
viên bi tác dụng hoàn toàn với 200 ml dung dịch H
2
SO
4
0,625 M thì thấy bán kính
viên bi giảm còn một nửa. Hãy xác định kim loại M làm ra viên bi.
7) Cho 6 gam một hỗn hợp Cu, Fe, Al vào HCl d thì thu đợc 3,024 lít khí (đktc) và bã
rắn có m = 1,86 g. Hãy xác định thành phần % khối lợng hỗn hợp?