Hợp kim là chất rắn thu được sau khi đun nóng chảy hỗn hợp các kim loại hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim... Tinh thể hỗn hợp hay tinh thể kết tinh riêng rẽ - hợp kim Ơtécti: Hỗn hợp kim
Trang 1Bài 5: HỢP KIM
I Định nghĩa.
Hợp kim là chất rắn thu được sau khi đun nóng chảy hỗn hợp
các kim loại hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim.
Thí dụ:
Gang, thép: Fe – C (C: 0,2 – 4%)
Đura: Al (96%) – Cu (4%)
Trang 21 Tinh thể hỗn hợp (hay tinh thể kết tinh riêng rẽ - hợp kim
Ơtécti):
Hỗn hợp kim loại Đun nóng chảy Hỗn hợp lỏng
Hợp kim rắn, kết tinh riêng rẽ
Kim loại A
Kim loại B
Hợp kim Ơtécti
Trang 3Bài 5: HỢP KIM
II Cấu tạo.
2 Tinh thể dung dịch rắn:
hoặc hh kim loại
và phi kim
Đun nóng chảy Hỗn hợp lỏng đồng nhất
Hợp kim rắn, đồng nhất như khi nóng chảy Để nguội
* Có hai kiểu dung dịch rắn:
Hỗn hợp kim loại
Trang 4a) Dung dịch rắn kiểu thay tế:
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
Ion kim loại A
Mạng tinh thể kim loại A
● ● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
●
● ● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
●
Ion kim loại B
Mạng tinh thể kim loại B
o ● o o o o o ● o o o
o o o o o o o ● o o o ● o o o ● o o o o o o
o o o o ● o o o o o ●
o ● o o o o o ● o o o
o o o o o o o ● o o o
Ion kim loại A trong mạng tinh thể hợp
kim Ion kim loại B trong mạng tinh thể hợp
kim
Mạng tinh thể hợp kim dung dịch rắn kiểu thay thế
Trang 5Bài 5: HỢP KIM
II Cấu tạo.
2 Tinh thể dung dịch rắn:
a) Dung dịch rắn kiểu thay tế:
Điều kiện:
- Kim loại có bán kính ngtử gần bằng nhau.
- Mạng tinh thể cùng kiểu.
Thí dụ hợp kim:
Cu (1,124 Å) - Ni (1,128 Å); Ag (1,44 Å) - Au (1,44 Å)
Trang 6b) Dung dịch rắn kiểu xâm nhập:
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o
Ion kim loại A
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
Ion kim loại B
● ● ●
● ● ●
● ● ●
● ● ●
● ● ● ● ● ●
Mạng tinh thể kim loại A
Mạng tinh thể phi kim hoặc kim loại B
Mạng tinh thể hợp kim dung dịch rắn kiểu xâm nhập
Ion kim loại (hoặc n.tử phi kim) B
Trang 7Bài 5: HỢP KIM
II Cấu tạo.
2 Tinh thể dung dịch rắn:
b) Dung dịch rắn kiểu xâm nhập:
Điều kiện:
Các kim loại (hoặc kim loại và phi kim) có bán kính ngtử khác nhau nhiều.
Thí dụ hợp kim: C (0,77Å) có thể xâm nhập vào mạng tinh thể của
Fe (1,27Å) tạo ra thép cacbon
Trang 83 Tinh thể hợp chất hoá học:
Một số kim loại hoặc phi kim có khả năng tương tác với nhau tạo thành hợp chất hoá học Đó là tinh thể hợp chất hoá học có liên kết cộng hoá trị.
Thí dụ: MgZn 2 , Cu 3 Al, Cu 3 Au, Mg 4 C 3 , Fe 3 C
tinh thể hợp kim có cả hai hay ba loại tinh thể nêu trên cho nên cấu trúc tinh thể của hợp kim có thể đơn giản, cũng có thể phức tạp.
Trang 9Bài 5: HỢP KIM
II Cấu tạo.
2 Tinh thể dung dịch rắn:
hoặc hh kim loại
và phi kim
Đun nóng chảy KL lỏng đồng nhất
Hợp kim: KL rắn đồng nhất như khi nóng chảy Để nguội
Hỗn hợp kim loại
Trang 10- Hợp kim kết tinh riêng rẽ và dung dịch rắn: Liên kết chủ yếu là liên kết kim loại.
- Hợp kim hợp chất hoá học: Liên kết chủ yếu là liên kết cộng hoá trị
- Tuy nhiên: Thường có cả hai kiểu liên kết trên.
Trang 11Bài 5: HỢP KIM
IV Tính chất của hợp kim.
- Phụ thuộc vào thành phần, nhiệt độ và quá trình tạo hợp kim.
+ Tính chất hoá học: Tương tự tính chất hoá học của hỗn hợp tạo nên chúng.
+ Tính chất vật lý và cơ học: Nhìn chung khác nhiều so với các đơn chất tạo ra chúng.
Trang 121.Tính dẫn điện, dẫn nhiệt, ánh kim:
- Khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt kém hơn kim loại đơn chất.
- Có ánh kim giống kim loại.
2 Độ cứng:
Trang 13Bài 5: HỢP KIM
IV Tính chất của hợp kim.
3 Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi:
- Hợp kim kiểu dung dịch rắn: t 0
nc , t 0
s nằm ở khoảng giữa các kim loại thành phần.
Thí dụ:
Kim loại t 0
nc ( 0 C) Kim loại t 0
nc ( 0 C) Hợp kim t 0
nc ( 0 C)
Trang 14- Hợp kim kiểu kết tinh riêng rẽ: t 0
nc , t 0
s thường thấp hơn các kim loại thành phần.
Thí dụ 1:
Thí dụ 2:
Ở nhiệt độ phòng Na và K ở trạng thái rắn; hợp kim Na-K lại ở trạng thái lỏng.
Kim loại t 0
nc ( 0 C) Kim loại t 0
nc ( 0 C) Hợp kim t 0
nc ( 0 C)
Trang 15Bài 5: HỢP KIM
IV Tính chất của hợp kim.
3 Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi:
- Hợp kim kiểu hợp chất hoá học: Tuỳ thuộc bản chất và thành phần của hợp kim mà t 0
nc , t 0
s có thể cao hơn hoặc thấp hơn các kim loại thành phần.
Thí dụ:
Kim loại t 0
nc ( 0 C) Kim loại t 0
nc ( 0 C) Hợp kim t 0
nc ( 0 C) Hợp kim t 0
nc ( 0 C)
Trang 16Hợp kim có nhiều ứng dụng quan trọng như: sản xuất thiết bị động cơ phản lực, lò phản ứng, máy bay
Trang 17Bài 5: HỢP KIM
Kim loại hoạt động
HNO 3 loãng NH 4 NO 3 , N 2 O ↑, NO ↑ NO ↑
Chú ý:
- Kim loại bị oxh lên mức oxh cao nhất.
- Sản phẩm khử của axit phụ thuộc vào tính khử của kim loại, nồng độ của axit và nhiệt độ tiến hành phản ứng Kim loại càng mạnh tác dụng với axit càng loãng thì axit càng bị khử xuống mức oxh càng thấp
Trang 19Bài 5: HỢP KIM