Kim loại là một trong những vật liệu được sử dụng khá phổ biến ở hầu hết trên thế giới. Vậy tính chất vật lý của kim loại là gì? Cùng Gocbao tìm hiểu ngay nhé!
Thông tin cơ bản về kim loại
Kim loại là gì?
Kim loại là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại. Đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong các đám mây điện tử. Kim loại là một trong ba nhóm các nguyên tố được phân biệt bởi độ ion hóa và các thuộc tính liên kết của chúng.
Một số kim loại thường được sử dụng như nhôm, đồng, vàng, sắt, chì, bạc, urani, kẽm,…
Cấu tạo của kim loại
Để hiểu rõ hơn về cấu tạo của kim loại thì chúng ta hãy đi vào tìm hiểu cấu tạo nguyên tử và cấu tạo mạng tinh thể của kim loại.
Cấu tạo của nguyên tử kim loại
Trong cùng một chu kì, kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn so với bán kính nguyên tử phi kim. Các nguyên tử kim loại đều có các electron ngoài cùng ít. Cụ thể là chỉ có từ 1 – 3 electron.
Cấu tạo mạng tinh thể của kim loại
Các cấu tạo mạng tinh thể thường gặp của kim loại như mạng lập phương thể tâm, lập phương diện tâm, lục giác xếp chặt.
Mạng lập phương thể tâm là các nguyên tử nằm ở các đỉnh và ở tâm của khối lập phương.
Một số kim loại nguyên chất có kiểu mạng này là Cr, W, Mo, V,…
Lập phương diện tâm là các nguyên tử nằm ở các đỉnh và giữa các mặt của hình lập phương.
Một số kim loại nguyên chất có kiểu mạng lập phương diện tâm là Cu, Ni, Al, Pb,…
Lục giác xếp chặt bao gồm 12 nguyên tử nằm ở các đỉnh, 2 nguyên tử nằm ở giữa 2 mặt đáy và 3 nguyên tử nằm ở khối tâm của 3 lăng trụ tam giác cách đều nhau.
Một số kim loại nguyên chất có kiểu mạng này là Mg, Zn,…
Phân loại kim loại
Kim loại được phân thành 4 loại. Mỗi loại sẽ có cấu tạo và ứng dụng khác nhau. Tùy vào cấu tạo mà người ta sẽ sản xuất kim loại thành nhiều vật dụng khác nhau với mục đích sử dụng khác nhau.
Kim loại cơ bản
Kim loại cơ bản là kim loại dễ phản ứng với môi trường bên ngoài. Nếu kim loại tiếp xúc trực tiếp với môi trường sẽ dễ bị oxi hóa và ăn mòn. Ngoài ra, chúng có thể phản ứng hóa học với HCl (axit clohydric dạng loãng).
Một số kim loại cơ bản điển hình là Fe, Zn,… Đặc biệt là Cu, mặc dù nó không có phản ứng hóa học với HCl nhưng lại dễ bị oxy hóa. Do đó, nó cũng được phân vào nhóm kim loại cơ bản.
Kim loại hiếm
Kim loại hiếm là những kim loại thuộc nhóm hiếm ít bị ăn mòn bởi oxi và axit. Nghe tên gọi cũng thấy được kim loại hiếm giá trị hơn so với những kim loại khác. Ví dụ về một số kim loại hiếm như Au, Ag,…
Kim loại đen
Kim loại đen là những kim loại có màu đen và được tái chế nhiều lần. Trong kim loại đen có chứa Fe và có từ tính. Chúng được tạo thành từ 2 nguyên tố chủ yếu là Fe và C.
Ví dụ về kim loại đen là gang, thép. Chúng được tạo thành từ hai nguyên tố chủ yếu là Fe và C.
Kim loại màu
Kim loại màu là các kim loại có màu đặc trưng riêng và không phải kim loại đen. Kim loại màu 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. Ở nhiệt độ nóng chảy thấp thì khả năng đúc kim loại màu sẽ dễ dàng thành công hơn so với kim loại đen.
Bài viết liên quan:
Tính chất hóa học của kim loại là gì? Các bài tập liên quanTính chất hóa học của nhôm? 3 ứng dụng của nhômVật liệu cơ khí là gì? Tính chất cơ bản của vật liệu cơ khí
Tính chất vật lý của kim loại
Xét về tính chất vật lý thì kim loại có 4 tính chất đặc trưng. Bài viết dưới đây của Gocbao sẽ đi sâu vào phân tích từng tính chất.
Tính dẻo
Hầu hết các kim loại đều có tính dẻo. Một số kim loại còn có độ đàn hồi rất tốt. Vận dụng tính chất này người ta đã dát mỏng, kéo sợi nhiều kim loại để làm nhiều vật dụng trang trí, trang sức, trưng bày,…
Ngoài ra, nhờ độ dẻo nên kim loại rất dễ tạo hình và dễ gia công. Có thể uốn và cắt kim loại theo nhiều họa tiết, nhiều hình thù khác nhau.
Một số kim loại có tính dẻo như vàng, bạc, nhôm, đồng,… Người ta thường kéo vàng thành sợi nhỏ để làm vòng cổ, lắc tay, lắc chân,… Hay dựa vào tính chất này có thể tạo kim loại thành nhiều hình thù khác nhau, tạo thành vẻ đẹp riêng.
Tính dẫn nhiệt
Kim loại có tính dẫn nhiệt tốt. Các kim loại khác nhau có tính dẫn nhiệt khác nhau. Do đó, khi sử dụng các vật dụng bằng kim loại chúng ta phải lưu ý nếu ko sẽ gây tổn hại cho sức khỏe như bị bỏng, rát da, nóng,…
Nhờ tính dẫn nhiệt mà người ta thường sử dụng kim loại để nấu ăn. Đặc biệt, nếu những dụng cụ nấu ăn được làm bằng nhôm và inox sẽ dẫn nhiệt tốt và tránh bị oxi hóa. Điều này cũng đảm bảo an toàn cho sức khỏe của con người.
Tính dẫn điện
Nhờ có các ion trong nguyên tử mà kim loại dẫn điện rất tốt. Người ta thường sử dụng kim loại để làm các vật liệu dẫn điện.
Các kim loại khác nhau có khả năng dẫn điện khác nhau. Những kim loại dẫn điện tốt là Au, Ag, Cu, Al, Fe,… Trong các kim loại trên thì Au dẫn điện tốt nhất. Tuy nhiên, vì giá thành khá cao nên người ta thường sử dụng kim loại Cu làm dây dẫn điện.
Ánh kim
Một trong những điều khiến kim loại luôn thu hút mọi ánh nhìn đó chính là tính chất ánh kim của chúng. Nhờ tính chất sáng lấp lánh mà một số kim loại được dùng làm đồ trang sức và làm đồ trang trí.
Tính ánh kim và tính dẻo của kim loại là một trong những tính chất quan trọng góp phần tạo nên thành công cho việc sản xuất trang sức. Khi được nung trong nhiệt độ thích hợp và được rèn dũa thì kim loại sẽ trở nên đẹp và sáng hơn.
Tính chất hoá học của kim loại
Ngoài tính chất vật lý thì kim loại còn có tính chất hóa học. Đối với các phản ứng hóa học của kim loại có thể cần thêm các chất xúc tác để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Dưới đây là một số tính chất hóa học của kim loại. Cùng theo dõi nhé!
Tác dụng với axit
Kim loại có khả năng tác dụng với axit. Khi cho hỗn hợp axit như HCL sẽ tạo ra muối và khí Hidro.
Trong trường hợp chất phản ứng là axit đặc, nóng như HNO3 thì phản ứng tạo ra muối Nitrat và các khí (như N2, NO2, NO…).
Tác dụng với phi kim
Hầu hết kim loại (trừ Au, Pt, Ag,…) tác dụng với oxi (phi kim) ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao sẽ tạo thành oxit. Nếu kim loại phản ứng với Cl, S sẽ tạo ra muối.
Tác dụng với nước
Các kim loại tính kiềm mạnh như Li, Na, K, Ba, Ca… tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ và khí hiđro.
Các kim loại trung bình như Mg, Al, Zn, Fe,… tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo oxit kim loại và hiđro
Tác dụng với muối
Khi kim loại được kết hợp với một muối của kim loại yếu hơn nó thì phản ứng sẽ tạo ra muối và kim loại mới. Phản ứng của kim loại với dung dịch muối còn được gọi là phản ứng thuỷ luyện.
Ứng dụng của kim loại trong đời sống hiện nay
Nhờ những tính chất vật lý của kim loại, người ta đã sản xuất ra nhiều vật dụng hữu ích. Hiện nay, có vô số những vật dụng được làm bằng kim loại. Tùy từng mục đích sử dụng mà người ta sẽ chế tạo ra nhiều kiểu dáng kim loại khác nhau.
Một số ứng dụng khá phổ biến của kim loại:
Kim loại được sử dụng để tạo ra nhiều chi tiết, phụ kiện, chế tạo phôi, khuôn đúc,… trong các ngành công nghiệp.Kim loại được sử dụng để liên kết các khớp nối trong các phương tiện giao thông như xe đạp, xe máy, ô tô, tàu thủy,…Kim loại được dùng để tạo thành vỏ máy bay để tạo độ bền. Kim loại mỏng và nhẹ sẽ giúp máy bay dễ di chuyển trên không.Kim loại cũng thường được dùng để sản xuất các thiết bị và dụng cụ sinh hoạt như là nồi, chảo, muỗng, dây điện, cửa, cổng, cầu thang,…Kim loại được dùng để nghiên cứu về tính chất, cấu tạo của từng kim loại trong hóa học.
Nhờ những tính chất đặc trưng của kim loại mà người ta đã sáng chế ra nhiều vật dụng có ích cho cuộc sống của con người. Qua đó, có thể thấy kim loại là vật liệu rất hữu ích và cần thiết đối với chúng ta.
Vậy là chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu xong tính chất vật lý của kim loại. Hãy theo dõi Gocbao để thu thập thêm nhiều thông tin bổ ích nhé!
