Kim loại là chất gì? Đặc điểm, tính chất hóa học và ứng dụng

Chu Văn An

Kim loại là một trong những vật liệu phổ biến tồn tại xung quanh cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Kim loại là gì? Có đặc tính vật lý và hóa học nổi bật nào không? Vai trò của kim loại trong cuộc sống.

1. Kim loại là gì?

Kim loại là tập hợp các nguyên tố có khả năng tạo ra ion dương và có liên kết kim loại. Giống như kim loại và phi kim, kim loại là những nguyên tố được phân biệt bởi mức độ ion hóa của chúng.

Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, một đường chéo vẽ từ Boron đến Polonium phân tách kim loại khỏi phi kim; ở bên trái đường phân chia là kim loại và ở góc trên bên phải của đường phân chia là phi kim.

Kim loại là gì?

Trong tự nhiên, kim loại ít phổ biến hơn nhưng rất đa dạng. Trong bảng tuần hoàn, kim loại chiếm đa số với khoảng 80% là nguyên tố kim loại. Một số kim loại được biết đến nhiều nhất là nhôm, đồng, vàng, sắt, chì, v.v. Kim loại được tìm thấy trong lõi trái đất nhưng chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất trong khoáng chất và quặng. Có một số kim loại tồn tại ở dạng nguyên chất, thường là các kim loại quý như vàng, bạc, đồng, bạch kim…

Kim loại thường dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và có xu hướng có ánh kim.

2. Các loại kim loại phổ biến

Dựa vào đặc điểm, tính chất của kim loại người ta có thể chia chúng thành các loại khác nhau:

2.1. Kim loại cơ bản

Tập hợp các kim loại bị oxy hóa hoặc dễ bị ăn mòn phản ứng với axit clohydric loãng để giải phóng khí hydro. Tuy nhiên, có một số trường hợp không phản ứng với HCl mà dễ bị oxy hóa, chẳng hạn như đồng.

Một số kim loại cơ bản là sắt, niken, chì, kẽm,…

2.2. Kim loại đen

Bao gồm cả kim loại đen, được tìm thấy rất xa xưa, khoảng 200 triệu năm trước.

Bao gồm các kim loại: Sắt, titan, crom và nhiều kim loại màu khác.

2.3. Kim loại màu

Đây là những kim loại có nhiều màu sắc khác nhau như vàng, xám, đồng,… Kim loại màu không có màu đen.

Một số kim loại màu như: Đồng, kẽm, bạc, vàng,…

Kim loại đồng

3. Tính chất nổi bật của kim loại

3.1. Tính chất vật lý

– Ngoại quan: Thường tồn tại ở dạng rắn, có ánh kim loại và có nhiều màu sắc đa dạng. Tuy nhiên, có một số trường hợp ngoại lệ như thủy ngân (Hg) và Copernicus (Cn) ở dạng lỏng.

– Mật độ tương đối lớn:

+ Kim loại nhẹ < 5g/cm³.

+ Kim loại trung bình < 10 g/cm³.

+ Kim loại nặng > 10g/cm³.

– Nhiệt độ nóng chảy thường cao.

– Có tính dẫn nhiệt và dẫn điện tốt.

– Cứng nhưng dễ kéo dãn và cán mỏng.

– Nguyên tử kim loại không nhận thêm electron nên chỉ trở thành ion dương.

– Trong tự nhiên, rất ít kim loại tồn tại ở dạng tự do (vàng, bạch kim,…), chủ yếu ở dạng hợp chất.

3.2. Tính chất hóa học

Hầu hết các kim loại đều có tác dụng hóa học khá mạnh, thể hiện những tính chất nổi bật sau:

– Phản ứng với oxy trong không khí: Tùy theo thời gian tiếp xúc sẽ tạo thành các oxit khác nhau.

+ Theo tính chất phản ứng, kim loại kiềm sẽ có tác dụng mạnh hơn, tiếp theo là kim loại kiềm thổ.

4Na + O2 → Na2O

4Al + 3O2 → 2Al2O3

+ Các kim loại có thời gian oxi hóa lâu hơn như sắt, đồng, chì, niken.

2Fe + O2 → 2FeO

+ Kim loại không phản ứng: Palladium, bạch kim, vàng.

Dựa vào đặc tính này người ta đã sơn hoặc phủ lên kim loại một lớp oxit để chống ăn mòn. Bởi vì lớp oxit giúp ngăn chặn các phân tử oxy xâm nhập vào chúng.

– Tác dụng với phi kim

+ Hầu hết các kim loại trừ Pt và Au đều phản ứng với oxi tạo thành oxit bazơ hoặc lưỡng tính.

+ Một số kim loại đa hóa trị như Fe, Cr, Cu,… phản ứng với halogen tạo thành kim loại có tính oxi hóa cao hơn.

Fe + Cl2 → FeCl2

+ Phản ứng với lưu huỳnh tạo muối sunfua:

Cu + S → CuS

4. Ứng dụng của kim loại trong đời sống

Kim loại có nhiều vai trò trong cuộc sống của chúng ta, cụ thể:

– Trong xây dựng: Sắt, nhôm, đồng là nguyên liệu để tạo ra các loại vật liệu xây dựng như gang, thép,… giúp kiên cố hóa kiến ​​trúc nhà cửa, cầu, đường và nhiều công trình khác nhau.

– Trang sức bằng đá quý: Một số kim loại quý như bạc, đồng, vàng,… được dùng để làm đồ trang sức.

– Dùng để chế tạo các phương tiện, phụ tùng máy móc, thiết bị và phụ tùng cho các nhà máy công nghiệp và giao thông vận tải, làm các bộ phận của các phương tiện giao thông từ xe đạp, xe máy, ô tô đến máy bay, tàu thủy.

Ứng dụng nổi bật của kim loại

– Dùng để chế tạo các vật dụng gia đình phục vụ cuộc sống hàng ngày như bàn ghế, cầu thang, cửa ra vào, nồi, chảo,…

– Hóa học: Là nguyên liệu dùng để nghiên cứu và phân tích các phản ứng hóa học.

Như vậy chúng ta thấy, kim loại có nhiều vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Với những kiến ​​thức được chia sẻ ở trên, chúng tôi hy vọng bạn đọc sẽ hiểu rõ hơn về tính chất và ứng dụng của chúng trong cuộc sống.