Được tìm thấy ở trung tâm và bên trái của bảng tuần hoàn, kim loại có thể được phân loại thêm thành kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp và kim loại cơ bản. Nhận biết thông qua bài đăng này Tính chất kim loại!
Tính chất chung của tất cả các kim loại
Kim loại nói chung là chất dẫn điện, có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao, nói chung là dễ uốn và dễ uốn, biến dạng dưới ứng suất mà không bị tách ra, ví dụ dùng búa đập vào kim loại sẽ làm "móp" kim loại, không làm vỡ nó thành từng mảnh.
Tính dẫn điện và dẫn nhiệt của kim loại được tạo ra bởi thực tế là các điện tử bên ngoài của chúng được phân chia, điều này có nghĩa là các điện tử không bị chặn trong bất kỳ nguyên tử nào, mà có thể di chuyển khắp kim loại.
các đặc điểm vật lý và hóa học của kim loại chúng có thể được xem như là một tập hợp các nguyên tử nhúng trong một biển electron, chúng có tính di động cao, điều này rất quan trọng đối với sự dẫn điện của kim loại.
Các kim loại chúng có xu hướng hình thành các cation thông qua việc mất điện tử, một ví dụ là phản ứng với oxy trong không khí để tạo thành các oxit ở các thang thời gian khác nhau (sắt bị oxy hóa trong nhiều năm, trong khi kali cháy trong vài giây), các kim loại chuyển tiếp (chẳng hạn như sắt, đồng, kẽm, và niken) oxy hóa chậm hơn vì chúng tạo thành một lớp oxit thụ động bảo vệ bên trong.
Những loại khác, chẳng hạn như palladium, bạch kim và vàng, hoàn toàn không phản ứng với khí quyển, một số kim loại tạo thành một lớp oxit chắn trên bề mặt của chúng, không thể bị xâm nhập bởi nhiều phân tử oxy hơn, do đó chúng vẫn giữ được vẻ ngoài sáng bóng và tốt. độ dẫn điện trong nhiều thập kỷ (chẳng hạn như nhôm, magiê, một số loại thép và titan).
Các đặc tính chung của khoáng chất
Các nhà khoáng vật học sử dụng các đặc tính vật lý của khoáng chất để giúp khớp một mẫu vật; nhiều thử nghiệm được thực hiện dễ dàng tại hiện trường, trong khi những thử nghiệm khác yêu cầu thiết bị phòng thí nghiệm.
Có thể dễ dàng sử dụng các tính chất vật lý sau đây của khoáng chất để xác định một loại khoáng vật:
- Màu
- Rạch
- Độ cứng
- Sự phân cắt hoặc gãy xương
- cấu trúc tinh thể
- Diaphanity hoặc lượng minh bạch
- Sự bền bỉ
- Từ tính
- Nước bóng
- Mùi
- Gusto
- trọng lượng riêng
khai thác kim loại
Quặng là bất kỳ nguồn kim loại tự nhiên nào mà bạn có thể chiết xuất từ đó, ví dụ như nhôm là kim loại phổ biến nhất trong vỏ trái đất, được tìm thấy trong tất cả các loại quặng, tuy nhiên, nó không có giá trị kinh tế để khai thác từ trái đất. thay vào đó, quặng nhôm thông thường là bauxit, chứa 50 đến 70% ôxít nhôm.
https://youtu.be/8TmtEkAfnkU
Đồng hiếm hơn nhiều, nhưng may mắn thay, nó có thể được tìm thấy trong các quặng chất lượng cao (những quặng chứa tỷ lệ đồng cao) ở các địa điểm cụ thể, đồng là một kim loại có giá trị, nó cũng có giá trị khai thác bình thường ở Núi.
Phân loại kim loại
Theo phân loại công nghiệp, tất cả các kim loại được chia thành hai nhóm: kim loại đen và kim loại màu.
Kim loại đen
Một kim loại có ký hiệu mô tả là "đen" có nghĩa là nó có sắt trong thành phần của nó, khi thuật ngữ kim loại đen được sử dụng, nó thường ngụ ý rằng sắt chiếm một tỷ lệ lớn trong thành phần nguyên tố.
Nếu nó không phải là nguyên tố dồi dào nhất, nó có thể là nguyên tố sung mãn thứ hai hoặc thứ ba, nếu một kim loại chỉ chứa một lượng nhỏ sắt, như nhiều nguyên tố khác. kim loại, thì số lượng nhỏ đó không được coi là đủ để khai báo kim loại đen.
Rất khó để thiết lập các thuộc tính chung cho kim loại đen, vì chúng có thể có nhiều nguyên tố hợp kim thay đổi đáng kể đặc tính của chúng, ví dụ, nhiều kim loại đen có từ tính, tuy nhiên, điều đó không đúng với tất cả các kim loại đen. Những kim loại này lần lượt có thể được chia thành:
- Thép carbon: Thép cacbon có lẽ là loại kim loại đen được sử dụng rộng rãi nhất, chúng chủ yếu bao gồm sắt và hơn 90% thành phần hóa học của chúng là nguyên tố đó, nguyên tố nóng chảy quan trọng duy nhất khác trong thép cacbon là cacbon, chỉ có những dấu vết khác các phần tử, các ứng dụng phổ biến của thép cacbon chứa các cấu trúc, đồ nội thất và các thành phần ô tô.
- Acero không thể oxy hóa: Thép không gỉ là một nhóm kim loại đen khác được sử dụng phổ biến, nói chung thép không gỉ có lượng crom cao giúp chống ăn mòn tốt hơn thép cacbon.
- Sắt nóng chảy: Gang là một loại kim loại đen có nhiều carbon hơn hầu hết các loại khác, điều này mang lại cho nó một lượng sức mạnh lớn.
- thép hợp kim: Thép hợp kim là một loại kim loại đen được chế tạo đặc biệt cho các mục đích cụ thể, trong khi nó chủ yếu được tạo thành từ sắt, các lượng khác nhau của đồng, vanadi, vonfram, mangan và các nguyên tố khác có thể được sử dụng để điều chỉnh thép hợp kim để có độ dẻo dai cao hơn., độ dẻo, độ bền kéo, độ cứng và các đặc tính khác.
Kim loại màu
Khi một kim loại được xác định là kim loại màu, điều đó có nghĩa là nó không có một lượng đáng kể sắt trong thành phần hóa học của nó.
- Nhôm: Nhôm là một loại hợp kim màu được sử dụng rộng rãi, ở dạng không anot hóa, nó có màu bạc, không có thêm các nguyên tố hợp kim, nó dễ uốn hơn và không cứng như nhiều loại thép.
- Đồng: Đồng là một hợp kim màu rất phổ biến khác, đồng là kim loại màu từ đỏ đến nâu, ở trạng thái không hợp kim, nó cũng mềm hơn, dễ uốn hơn và không cứng bằng thép cacbon.
- Niken: Niken là một hợp kim màu phổ biến khác, niken được biết đến với độ cứng, khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao và thấp, và khả năng chống ăn mòn.
Tính chất vật lý của kim loại
Các tính chất vật lý bao gồm khối lượng riêng, độ nóng chảy, điểm nóng chảy, độ dẫn nhiệt và sự nở vì nhiệt. Trong số các tính chất vật lý của kim loại là:
Tỏa sáng
Kim loại có khả năng phản xạ ánh sáng từ bề mặt và có thể được đánh bóng, chẳng hạn như vàng, đồng và bạc, ánh kim loại có nhiều loại khác nhau, ánh kim loại nói chung là xỉn và phản xạ ánh sáng, có vẻ ngoài của kim loại được đánh bóng.
Rắn ở nhiệt độ phòng
Kim loại là chất rắn ở nhiệt độ phòng, loại bỏ thủy ngân là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, kim loại rắn được theo sau bởi mật độ cao đồng thời của các điện tử phân chia, kim loại thường mạnh, dày đặc và dẫn điện và nhiệt tốt, loài người đã sử dụng kim loại cho một nhiều mục đích kể từ thời tiền sử.
Sức mạnh của nó đã dẫn đến việc nó được sử dụng nhiều trong việc xây dựng các tòa nhà và các cấu trúc khác, cũng như trong các phương tiện, công cụ, đường ray, v.v. Sắt và nhôm là hai trong số những kim loại được sử dụng nhiều nhất do cấu tạo của chúng, chúng cũng là những kim loại có nhiều nhất trong vỏ trái đất.
Vì kim loại là chất dẫn điện tốt nên chúng có giá trị trong các thiết bị điện và để truyền dòng năng lượng trong một khoảng cách xa mà ít bị tổn thất năng lượng.
Tính dễ uốn
Kim loại có khả năng chống lại búa đập và có thể được làm thành các lớp mỏng được gọi là giấy bạc, ví dụ một miếng vàng có kích thước bằng một khối đường có thể được rèn hoặc làm thành một tấm mỏng phủ trên sân bóng đá.
Độ dẻo
Tính chất này đề cập đến một kim loại được làm thành dây mỏng, nó được xác định bằng phần trăm độ giãn dài và phần trăm giảm diện tích của một kim loại.
Độ dẻo có nghĩa là kim loại có thể chế tạo thành dây, 100g bạc có thể tạo thành lưới mỏng dài khoảng 200m.
điểm sôi và nóng chảy
Kim loại có nhiệt độ sôi và nóng chảy cao, vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao nhất, ngược lại, bạc có nhiệt độ sôi thấp nhất, natri và kali cũng có nhiệt độ nóng chảy thấp.
Độ dẫn điện
Hiện nay người ta biết kim loại chủ yếu là những nguyên tố có đặc điểm là nguyên tử mà ở lớp vỏ quỹ đạo ngoài cùng có rất ít electron có giá trị năng lượng tương ứng, tính dẫn điện cao nhất xảy ra ở kim loại chỉ có một electron chiếm một trạng thái trong lớp vỏ đó.
Bạc, đồng và vàng là những ví dụ về kim loại có độ dẫn điện cao, các kim loại này được tìm thấy chủ yếu ở phía bên trái của bảng tuần hoàn các nguyên tố và trong các cột chuyển tiếp, các điện tử góp phần vào độ dẫn điện của chúng cũng là các điện tử xác định hóa trị của chúng. trong quá trình hình thành các hợp chất, một số chất dẫn kim loại là hợp kim của hai hoặc nhiều nguyên tố kim loại, chẳng hạn như thép, đồng thau, đồng thau và pewter.
Một miếng kim loại là một khối nguyên tử kim loại, trong các nguyên tử riêng biệt, các điện tử hóa trị liên kết lỏng lẻo với hạt nhân của chúng, trong khối, ở nhiệt độ phòng, các điện tử này có đủ động năng mà chúng quản lý để di chuyển ra khỏi vị trí duy nhất của chúng.
Dẫn nhiệt
Độ dẫn nhiệt là một thuật ngữ tương tự với độ dẫn điện với sự khác biệt liên quan đến dòng nhiệt trái ngược với dòng điện trong trường hợp sau, nó chỉ khả năng của một vật liệu để vận chuyển nhiệt từ điểm này sang điểm khác mà không cần chuyển động của vật liệu. . vật liệu nói chung, độ dẫn nhiệt càng cao thì nó dẫn nhiệt càng tốt.
Trong trường hợp vật liệu cách điện, sự dẫn điện mạng tinh thể góp phần dẫn nhiệt, điều này chủ yếu là do trong chất cách điện, các electron bị giữ chặt bởi các nguyên tử mẹ của chúng và các electron tự do không tồn tại.
Do đó, nhiệt lượng được truyền từ đầu này sang đầu kia thông qua dao động của các nguyên tử được giữ lại trong cấu trúc mạng tinh thể, hiển nhiên chất cách điện là chất dẫn nhiệt kém do chúng không có đủ khả năng truyền nhiệt do thiếu các êlectron tự do.
Khối lượng riêng của kim loại
Các kim loại có mật độ cao và rất nặng, iridi và osmi có độ nhất quán cao nhất, ngược lại, liti có mật độ thấp nhất.
Độ cứng
Độ cứng là khả năng của kim loại chống lại sự thay đổi hình dạng vĩnh viễn do ngoại lực gây ra, tất cả các kim loại đều cứng ngoại trừ natri và kali, chúng mềm và có thể cắt bằng dao.
Tính chất hóa học của kim loại
Do tính chất hoá học của chúng, tất cả các kim loại đều là chất khử, tất cả chúng đều phát ra các electron hoá trị một cách tương đối dễ dàng, chúng trở thành các ion mang điện dương, tức là chúng có tính oxi hoá.
sự hình thành các cation
Cation là các ion dương được tạo thành do mất một hoặc nhiều electron, các cation thường được hình thành của các nguyên tố đại diện là các ion có sự mất tất cả các electron hóa trị, coi kim loại kiềm là natri (Na), nó có một electron hóa trị trong mức năng lượng chính thứ ba.
hoạt động như chất khử
Kim loại đóng vai trò là chất khử, trong khi phi kim loại đóng vai trò là chất oxi hóa, kim loại đóng vai trò là chất khử vì chúng có xu hướng tặng electron và có xu hướng oxi hóa, trong khi tính chất vật lý và hóa học của phi kim chúng hoạt động như chất oxi hóa vì phi kim có xu hướng nhận electron và bị khử.
Sự hình thành các hợp chất ion
Hợp chất ion được tạo thành do sự chuyển hoàn toàn các electron từ kim loại sang phi kim và các ion tạo thành đã đạt đến một octet, các proton không thay đổi, các nguyên tử kim loại trong nhóm 1-3 mất electron thành các nguyên tử phi kim có 5-7 electron thiếu trong cấp độ bên ngoài.
Các loại kim loại
Một số lượng lớn các kim loại có sẵn trong tự nhiên, chúng có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào thuộc tính hoặc đặc tính mà bạn sử dụng làm tiêu chí, trong số các kim loại phổ biến nhất là:
Kim loại kiềm
Chúng là bất kỳ nguyên tố nào được tìm thấy trong Nhóm IA của bảng tuần hoàn, kim loại kiềm là những loài có phản ứng hóa học cao, chúng dễ dàng bị mất điện tử hóa trị duy nhất của chúng để tạo thành các hợp chất ion với phi kim, tất cả các nguyên tố trong nhóm kim loại kiềm đều xảy ra trong tự nhiên.
kim loại kiềm thổ
Khái niệm kim loại kiềm thổ bao gồm một phần các nguyên tố nhóm II:
- Berili
- magiê
- Calcio
- Stronti
- Bario
- radio
Bốn kim loại cuối cùng có dấu hiệu phân loại kiềm thổ rõ rệt nhất, do đó, ở một số nguồn, berili và magiê không được đưa vào danh sách, chỉ giới hạn ở bốn nguyên tố.
Kim loại chuyển tiếp
Có 38 nguyên tố trong các nhóm từ 3 đến 12 trong bảng tuần hoàn, giống như tất cả các kim loại, các kim loại chuyển tiếp rất linh hoạt và mềm dẻo, chúng mang điện và nhiệt, điều thú vị nhất về các kim loại chuyển tiếp là các electron hóa trị của chúng, hay các electron mà chúng sử dụng trong hỗn hợp với các nguyên tố khác, chúng có nhiều hơn một trong số các electron đó, đó là lý do tại sao chúng thường có các trạng thái oxy hóa chung khác nhau.
Kim loại sau chuyển tiếp
Nó được dùng để biểu thị loại nguyên tố hóa học mà nguyên tố của chúng giống với kim loại về tính chất của chúng, chúng nằm ở bên phải của các kim loại chuyển tiếp trong bảng tuần hoàn.
Sự tò mò về kim loại
Trong số những câu hỏi và sự tò mò thường gặp nhất về kim loại, là những điều sau:
Kim loại nặng là gì?
Kim loại nặng là các nguyên tố tự nhiên được tìm thấy trong cấu trúc của trái đất, được định nghĩa là các nguyên tố kim loại có tỷ trọng tương đối cao so với nước, điều lưu ý duy nhất là một số kim loại nặng là chất dinh dưỡng thiết yếu cần thiết cho các chức năng sinh hóa và sinh lý khác nhau.
kim loại phong phú trên trái đất
Nhiều nhất là nhôm (Al) và sắt (Fe).
Kim loại trong cơ thể con người
Canxi cần thiết cho cấu trúc của xương và răng, nó được giữ ở dạng không hòa tan cao và trong quá trình sản xuất sữa, nếu nồng độ canxi trong máu giảm, canxi sẽ được rút ra khỏi xương, dẫn đến nhuyễn xương và loãng xương.
Cơ thể chứa khoảng 5 g sắt, XNUMX/XNUMX trong số này nằm trong các tế bào hồng cầu được tạo phức trong hemoglobin, với một nửa phần còn lại được lưu trữ trong gan, thận, tủy xương và lá lách.
kim loại lỏng
Kim loại lỏng có nhiều tính chất lỏng chung với phi kim loại lỏng và nhiều đặc tính kim loại chung với kim loại rắn.
