- Trong chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tử của nguyên tố phi kim.. Giải thích a Tính dẻo Kim loạ
Trang 1GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ-BẢNG TUẦN HOÀN
I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
Số obitan tối đa trong mỗi phân lớp 1 3 5 7
Số electron tối đa trong mỗi phân
- Electron cuối cùng (cấu hình e) dạng 4s1, xét 3 trường hợp:
+ Trường hợp 1: không có phân lớp 3d
19K:
Trang 2GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
+ Trường hợp 2: có phân lớp 3d đạt bão hòa
29Cu:
+ Trường hợp 3: có phân lớp 3d đạt bán bão hòa
24Cr:
2 Vị trí nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn
- Số thứ tự chu kì tương ứng với số lớp electron
- Số thứ tự nhóm tương ứng với số electron hóa trị
- Nếu cấu hình electron kết thúc là s hoặc p thì nguyên tố thuộc nhóm A: nsxhoặc nsx npy
- STT nhóm A = số electron lớp ngoài cùng (trừ He)
- STT nhóm B = số electron lớp ngoài cùng + e phân lớp d kế ngoài cùng chưa bão hòa (trừ 2 cột cuối của nhóm VIIIB)
- Hóa trị của nguyên tố trong oxit cao nhất = STT nhóm
- Hóa trị nguyên tố trong hợp chất khí với hidro = 8 – STT nhóm (xét từ nhóm IVA đến nhóm VIIA)
- Electron ở mức năng lượng cao nhất thuộc:
+ Phân lớp s hoặc p: nguyên tố thuộc nhóm A
+ Phân lớp d hoặc f: nguyên tố thuộc nhóm B
Trang 3GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
A KIM LOẠI
I – VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
- Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA (trừ B) và một phần của các nhóm IVA, VA, VIA
- Nhóm IB đến VIIIB (kim loại chuyển tiếp)
- Họ lantan và actini được xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng
=> Khoảng 90 nguyên tố kim loại Tập trung bên trái và phía dưới của BTH
II – CẤU TẠO NGUYÊN TỬ KIM LOẠI
1 Cấu tạo nguyên tử
- Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại đều có ít electron ở lớp ngoài cùng (1, 2 hoặc 3e)
- Trong chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tử của nguyên tố phi kim
2 Cấu tạo tinh thể
- Ở nhiệt độ thường, trừ Hg ở thể lỏng, còn các kim loại khác ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể
- Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút của mạng tinh thể
- Các electron hoá trị liên kết yếu với hạt nhân => dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể
- Tinh thể kim loại có ba kiểu mạng:
a) Mạng tinh thể lục phương
Ví dụ: Be, Mg, Zn…
b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện
Ví dụ: Cu, Ag, Au, Al,…
c) Mạng tinh thể lập phương tâm khối
Ví dụ: Li, Na, K, V, Mo,…
Trang 4GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
3 Liên kết kim loại
Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do có sự tham gia của các electron tự do
TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI
I – TÍNH CHẤT VẬT LÍ
1 Tính chất chung: Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn
(trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim
2 Giải thích
a) Tính dẻo
Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách rời nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau
b) Tính dẫn điện
- Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron chuyển động tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện
- Độ dẫn điện của kim loại tùy thuộc vào:
+ Bản chất của kim loại (Ag > Cu > Au > Al > Fe)
+ Nhiệt độ: nói chung khi tăng nhiệt độ các ion dương dao động mạnh hơn, cản trở dòng e nên độ dẫn điện giảm
c) Tính dẫn nhiệt
- Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt độ lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại
- Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt
d) Ánh kim
Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ tốt những tia sáng có bước sóng mà mắt ta có thể nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi
là ánh kim
Kết luận: Tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các
electron tự do trong mạng tinh thể kim loại
Trang 5GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
* Không những các electron tự do trong tinh thể kim loại, mà đặc điểm cấu
trúc mạng tinh thể kim loại, bán kính nguyên tử,…cũng ảnh hưởng đến tính chất vật lí của kim loại
=> Tính chất vật lí riêng của kim loại phụ thuộc vào độ bền của liên kết kim
loại, nguyên tử khối, kiểu mạng tinh thể,
Dẻo Dẫn
điện, nhiệt
Trang 6GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
FeS2 + O2 t0
Đặc biệt: HgS + O2 t0 Hg + SO2
CuS, HgS, Ag2S, không tác dụng với axit
2 Tác dụng với dung dịch axit
- Tác dụng với kim loại trước H2 ( Fe Fe2+)
- Pb chỉ tác dụng với dd HCl nóng vì PbCl2 chỉ tan khi đun nóng Với dung dịch H2SO4 loãng không phản ứng kể cả khi đun nóng
- Cu chỉ tác dụng dd HCl và H2SO4 loãng khi có oxi
- K, Na, Ba, Ca, tác dụng với dung dịch axit: kim loại tác dụng axit trước, nếu hết axit mà còn kim loại, kim loại tác dụng với nước
t đ l
) ( 3
) 3
- Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3:
+ Tạo khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí => tạo NO
+ Dung dịch tạo thành tác dụng với dung dịch NaOH tạo khí => trong dung dịch có NH4NO3
Trang 7GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Fe + H2O t0 570 0CFeO + H2
Fe + H2O t05700C
- Các kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, Hg, không khử được H2O, dù ở nhiệt độ cao
4 Tác dụng với dung dịch muối
a Một kim loại tác dụng với một dung dịch muối
+ Các kim loại đứng trước Mg: K, Na, Ba, Ca,
M(OH)n Muôi Muối mới + bazơ mới
Ví dụ 1: Na tác dụng với dung dịch CuSO4
Ví dụ 2: K tác dụng với dung dịch AlCl3
+ Các kim loại từ Mg trở về sau: kim loại có tính khử mạnh đẩy kim loại có tính khử yếu ra khỏi dung dịch muối
Fe +
FeSO4 + Cu CuSO4
+ Kim loại tác dụng với dung dịch Fe3+
- Sau Cu: không tác dụng
b Hỗn hợp kim loại tác dụng với một dung dịch muối
Kim loại có tính khử mạnh tham gia phản ứng trước, sau đó đến kim loại có tính khử yếu, nếu còn dung dịch muối ban đầu
Ví dụ: Mg và Fe tác dụng với dung dịch Cu(NO3)2=>
c Một kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch muối
Mn+ trong muối có tính oxi hóa mạnh phản ứng trước, sau đó đến Rm+ có tính oxi hóa yếu hơn
Ví dụ : Mg tác dụng với hỗn hợp dung dịch Cu(NO3)2 và Pb(NO3)2 =>
Khối lượng kim loại sau phản ứng = m KL ban đầu – m KL tham gia + m
KL tạo thành
Khối lượng kim loại tăng = m KL tạo thành – m KL tham gia
Khối lượng kim loại giảm = m KL tham gia – m KL tạo thành
Trang 8GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
d Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch muối
- Kim loại có tính khử mạnh hơn và ion kim loại trong muối có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ tham gia trước
- Khi giải bài tập nên viết phản ứng dạng ion Thông thường dựa trên cơ sở:
8Al + 3NaNO3 +5NaOH + 2H2O 8NaAlO2 + 3NH3
4Zn + NaNO3 + 7NaOH 4Na2ZnO2 + NH3 + 2H2O
-Trong môi trường axit
Cu + KNO3 + HCl KCl + Cu(NO3)2 + NO + H2O
5 Tác dụng với dung dịch kiềm
Chỉ có các kim loại mà hidroxit của chúng lưỡng tính như: Be, Zn, Al tác dụng với dung dịch kiềm
- Khi cho Al tác dụng với dung dịch kiềm: đầu tiên Al tác dụng với H2O, sau
đó Al(OH)3 tác dụng Al(OH)3 tác dụng với dung dịch kiềm
DÃY ĐIỆN HOÁ CỦA KIM LOẠI
I Khái niệm về cặp oxi hoá – khử của kim loại
Trang 9GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử
II Pin điện hóa
1 Cơ chế phát sinh dòng điện của pin điện hoá
Tính khử: Zn > Cu
Điện cực Zn (cực âm-anot): cung cấp electron
Zn bị oxi hóa thành Zn2+ tan vào dung dịch, còn e theo dây dẫn đến điện cực
CuSO4, các anion NO3-, SO42- di chuyển qua cầu muối đến dung dịch ZnSO4
làm cân bằng điện tích
=> dung dịch luôn trung hòa điện
Phương trình ion thu gọn
Cu2+ + Zn Cu + Zn2+
(c.oxi hóa mạnh) (c.khử mạnh) (c.khử yếu) (c.oxi hóa yếu)
=> năng lượng hóa học của phản ứng chuyển hóa thành điện năng
Lưu ý: kim loại có tính khử mạnh hơn đóng vai trò cực âm
2 Suất điện động (E pin )
- Suất điện động của pin điện hoá là hiệu thế lớn nhất giữa 2 cực
- Suất điện động của pin luôn có trị số dương
- Trong pin điện hoá
* Anot là cực âm, xảy ra sự oxi hoá
* Catot là cực dương, xảy ra sự khử
III Thế điện cực chuẩn của kim loại
1.Điện cực hidro chuẩn
- Quy ước về thế điện cực chuẩn hiđro:
Trang 10GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Qui ước: E0 (2H + /H 2 ) = 0,00V (ở mọi nhiệt độ)
2 Thế điện cực chuẩn của kim loại
-Điện cực chuẩn: điện cực kim loại mà [M n+ ] = 1M ở 25 0 C
-Thế điện cực chuẩn của kim loại: là suất điện động của pin tạo bởi điện cực
hidro chuẩn và điện cực chuẩn kim loại
IV Dãy điện hoá của kim loại
K + /K Na + /Na Mg 2+ /Mg Al 3+ /Al Zn 2+ /Zn Cr 3+ /Cr Fe 2+ /Fe Cd 2+ /Cd Ni 2+ /
Tính oxi hóa của ion kim loại:
Tính khử của kim loại: giảm dần
V Ý nghĩa dãy điện hoá của kim loại
Chất oxi hoá yếu Chất oxi hoá mạnh
Chất khử mạnh Chất khử yếu
Viết phương trình phản ứng giữa các cặp oxi hóa khử
Trang 11GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
=> Cu không tác dụng với Fe 2+ , Cu tác dụng với Fe 3+ tạo Fe 2+
* Lưu ý: Suất điện động chuẩn của pin điện hoá luôn là số dương
4 Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá-khử
Ví dụ: Tính thế điện cực chuẩn E0 của những cặp oxi hoá-khử sau:
V E
40 , 0
TRẮC NGHIỆM VỀ KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Câu 1: Tính chất vật lí đặc trưng của kim loại là:
(1) có ánh kim; (2) nhiệt độ nóng chảy cao; (3) dẫn điện; (4) dẫn nhiệt; (5) độ rắn cao; (6) khối lượng riêng lớn Những tính chất nào nêu trên phù hợp với thực tế (đối với hầu hết các kim loại)
A (1) (3) (4) B (1) (3) (5) C (4) (3) (2) D (1) đến (6)
Câu 2: Kim loại có những tính chất vật lí chung nào sau đây ?
A Tính dẻo, tính dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy cao
B Tính dẻo, tính dẫn điện và nhiệt, có ánh kim
C Tính dẫn điện và nhiệt, có khối lượng riêng lớn, có ánh kim
D Tính dẻo, có ánh kim, rất cứng
Trang 12GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Câu 3: Những tính chất vật lí chung của kim loại như tính dẻo, tính dẫn điện,
tính dẫn nhiệt, có ánh kim được gây nên chủ yếu bởi
A proton B nơtron C proton và electron D electron
Câu 4: Trong số các kim loại sau, cặp kim loại nào có nhiệt độ nóng chảy
cao nhất và thấp nhất:
A Fe, Hg B Au W C W, Hg D Cu, Hg
Câu 5: Trong số các kim loại sau, các kim loại nào mềm nhất
A Na, K, Mg B Na, Ca C Na, K D Ca, Mg
Câu 6: Kim loại có tính dẻo nhất là
A Au B Ag C Cu D Al
Câu 7: Kim loại có tính dẫn điện và nhiệt tốt nhất là
A Au B Ag C Cu D Al
Câu 8: Kim loại có tỉ khối lớn nhất là
A Au B Ag C Pb D Os
Câu 9: Kim loại có tỉ khối nhỏ nhất là
A Li B Na C K D Be
Câu 10: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là
A Cr B Mo C W D Hg
Câu 11: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là
A Cr B Mo C W D Hg
Câu 12: Các kim loại sau: Cu, Fe, Pb, Al Người ta thường dùng kim loại
nào để làm vật liệu dẫn điện hay dẫn nhiệt
A Chỉ có Cu B Chỉ có Al
C Chỉ có Fe, Pb D Chỉ có Al, Cu
Câu 13: Hãy cho biết kim loại nào có ứng dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật
và đời sống
A Li B Na C Mg D Al
Câu 14: Trong BTH, những nguyên tố kim loại điển hình nằm ở
A góc trái, phía dưới B góc trái, phía trên
C góc phải, phía dưới D góc phải, phía trên
Câu 15: Cấu hình electron của Cr ( Z = 24) là
A [Ar]3d4 4s2 B [Ar]3d4 4s1 C [Ar]3d5 4s2 D [Ar]3d5 4s1
Câu 16: Cấu hình electron nào sau đây là nguyên tử kim loại ?
Trang 13GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
A [Ar]3d4 4s2 B [Ar]3d4 4s1 C [Ar]3d5 4s2 D [Ar]3d3
Câu 19: Cấu hình electron sau đây của nguyên tử kim loại nào ?
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
A Fe B Cu C Al D Zn
Câu 20: Các kim loại X, Y, Z có cấu hình electron nguyên tử lần lượt là:
1s2 2s2 2p6 3s1; 1s2 2s2 2p6 3s2; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Dãy gồm các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là:
A Z, Y, X B X, Y, Z C Y, Z, X D Z, X, Y
Câu 21: Phương trình hóa học nào biểu thị đúng sự bảo toàn điện tích ?
A Fe Fe2+ + 1e B Fe2+ + 2e Fe3+
C FeFe2+ + 2e D Fe + 2e Fe3+
Câu 22: Nguyên tử kim loại tham gia phản ứng hóa học có tính chất nào ?
A Nhường e và tạo ion âm B Nhường e tạo ion dương
C Nhận e trở thành ion âm D Nhận e trở thành ion dương
Câu 23: So với các nguyên tử phi kim cùng chu kì, nguyên tử kim loại
A thường có bán kính nguyên tử nhỏ hơn
B thường có năng lượng ion hóa nhỏ hơn
C thường dễ nhận e trong các phản ứng hóa học
D thường có số e ở các phân lớp ngoài cùng nhiều hơn
Câu 24: Phát biểu nào phù hợp với tính chất chung của kim loại ?
A Kim loại có tính khử, nó bị khử thành ion âm
B Kim loại có tính oxi hóa, nó bị oxi hóa thành ion dương
C Kim loại có tính khử, nó bị oxi hóa thành ion dương
D Kim loại có tính oxi hóa, nó bị khử thành ion âm
Câu 25: Chọn câu sai:
A Trong 1 chu kì, số hiệu nguyên tử tăng tính kim loại tăng dần
B Phần lớn các nguyên tử kim loại đều có từ 1 đến 3 e lớp ngoài cùng
C Kim loại có độ âm điện bé hơn phi kim
D Tất cả các kim loại đều có ánh kim
Câu 26: Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là
A tính dễ bị oxi hóa
B tính khử
C tính dễ mất e tạo ion dương
D dễ bị oxi hóa, thể hiện tính khử, dễ mất e tạo ion dương
Câu 27: Điều nào sau đây không đúng khi nói về kim loại ?
A bán kính nguyên tử tương đối lớn so với nguyên tử phi kim cùng chu kì
B số e lớp ngoài cùng thường ít hơn so với nguyên tử phi kim
C lực liên kết giữa hạt nhân với electron hóa trị tương đối yếu
D Độ âm điện tương đối lớn và năng lượng ion hóa nhỏ
Trang 14GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Câu 28: Tính chất hóa học chung của kim loại là
A tính oxi hóa hay dễ bị khử B khó bị oxi hóa
C tính khử hay dễ bị oxi hóa D dễ bị khử
Câu 29: Tính chất hóa học chung của kim loại được giải thích dựa vào các
đặc điểm nào sau đây:
1 Số electron hóa trị thường ít (từ 1 đến 3 electron)
2 Lực liên kết giữa hạt nhân với các e hóa trị tương đối yếu
3 Bán kính nguyên tử tương đối lớn so với nguyên tử phi kim cùng chu kì
4 Năng lượng ion hóa tương đối lớn
A 1, 2, 3 B 1, 2 C 1 D 1, 2, 3, 4
Câu 30: Cho các nguyên tố: K (Z = 19); N (Z=7), Si (Z + 14), Mg (Z = 12)
Dãy gồm các nguyên tố được sắp xếp theo chiều giảm dần bán kính nguyên
tử từ trái sang phải là:
A N, Si, Mg, K B Mg, K, Si, N C K, Mg, N, Si D K, Mg, Si, N
Câu 31: Dãy kim loại nào sau đây gồm những kim loại không phản ứng với
H2O ở nhiệt độ thường
A Mg, Al, K B Ag, Mg, Al, Zn C K, Na, Cu D Ag, Al, Li, Fe, Zn
Câu 32: Nhóm các kim loại nào sau đây đều tác dụng với nước tạo dung dịch
kiềm ?
A Na, K, Mg, Ca B Be, Mg, Ca, Ba
C Ba, Na, K, Ca D K, Na, Ca, Zn
Câu 33: Các chất vừa tác dụng được với dung dịch HCl vừa tác dụng được
với dung dịch AgNO3 là:
A MgO, Na, Ba B Zn, Ni, Sn C Zn, Cu, Fe D CuO, Al, Mg
Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
A 8 B 10 C 12 D 4
Câu 35: Cho phản ứng: M + HNO3 M(NO3)3 + N2 + H2O
Hệ số cân bằng của phương trình phản ứng trên là:
A 10, 36, 10, 3, 18 B 4, 10, 4, 1, 5
C 8, 30, 8, 3, 15 D 5, 12, 5, 1, 6
Câu 36: Cho phản ứng: Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2O + H2O
Hệ số cân bằng của phản ứng lần lượt là:
Trang 15GV: Trần Thị Thanh Hà Trường THPT Chuyên Tiền Giang
4 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
A Zn hoặc Al B Zn C Al D Một kim loại khác
Câu 39: Hòa tan hoàn toàn một lượng bột Zn vào một dung dịch axit X Sau
phản ứng thu được dung dịch Y và khí Z Nhỏ từ từ dung dịch NaOH (dư) vào Y Đun nóng thu được khí không màu T Axit X là
A H2SO4 đặc B HNO3 C H3PO4 D H2SO4 loãng
A KAlO2 và H2 B KAlO2 và NH3
C Al(NO3)3 + NO và H2O D KAlO2 và NH3, H2
Câu 41: Người ta có thể dùng thùng bằng Al để đựng axit
A HNO3 đặc, nóng B HNO3 đặc, nguội
C HNO3 loãng, nóng D HNO3 loãng, nguội
Câu 42: Khi cho Na vào dung dịch CuSO4 có hiện tượng:
A Có khí bay ra và có kết tủa màu xanh lam
B Có kết tủa Cu màu đỏ
C Có khí bay ra và có kết tủa Cu màu đỏ
D Có khí bay ra, dung dịch trong suốt
Trong dung dịch A có chứa những chất nào ?
A Mg(NO3)2, NH4NO3 B Mg(NO3)2, NH4NO3 và HNO3 dư
C Mg(NO3)2 và HNO3 dư D Mg(NO3)2, NH4NO2 và HNO3 dư
Câu 44: Dung dịch chứa các ion Na+, Ca2+, Mg2+, Ba2+, H+, Cl- Phải dùng dung dịch chất nào sau đây để loại bỏ hết các ion Ca2+, Mg2+, Ba2+, H+ ra khỏi dung dịch ban đầu
A Na2CO3 B NaOH C Na2SO4 D AgNO3
Quá trình nào dưới đây biểu thị sự oxi hóa cho phản ứng trên ?