Tổng quan về tính chất của kim loại - Kim loại dẫn điện tốt nhất ?
Tổng quan về tính chất của kim loại - Kim loại dẫn điện tốt nhất ?
Một trong những bài học không thể thiếu nếu như bạn đang tìm hiểu về kim loại đó chính là các tính chất của kim loại. Trong đó, một câu hỏi mà đem lại cho học sinh rất nhiều sự thắc mắc đó chính là kim loại dẫn điện tốt nhất là loại nào? Nếu bạn còn tò mò về chúng thì hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhé!
I. Kim loại là gì?
Kim loại là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử. Các 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, cùng với các á kim và các phi kim.
II. Tính chất vật lý của kim loại
1. Tính ánh kim
Vẻ sáng của KL gọi là ánh kim. Hầu hết KL đều có ánh kim. Nguyên nhân là do các e tự do có khả năng phản xạ tốt những tia sáng có bước sóng mà mắt ta có thể nhận đươc. Những tính chất vật lí chung của KL như trên chủ yếu là do các e tự do trong KL gây ra.
2. Tính dẫn điện của kim loại - Kim loại dẫn điện tốt nhất
Dẫn điện là khả năng của một môi trường cho phép sự di chuyển của các hạt điện tích qua nó, khi có lực tác động vào các hạt, ví dụ như lực tĩnh điện của điện trường. Sự di chuyển có thể tạo thành dòng điện. Cơ chế của chuyển động này tùy thuộc vào vật chất. Kim loại dẫn điện tốt nhất là kim loại nào?
Độ dẫn điện của một số kim loại ở khoảng 27 °C như sau:
| Chất dẫn điện | Phân loại | σ in S/m |
| Bạc | Kim loại | 61,39 · 106 |
| Đồng | Kim loại | ≥ 58,0 · 106 |
| Vàng | Kim loại | 44,0 · 106 |
| Nhôm | Kim loại | 36,59 · 106 |
| Natri | Kim loại | 21 · 106 |
| Wolfram | Kim loại | 18,38 · 106 |
| Đồng thau (CuZn37) | Kim loại | ≈ 15,5 · 106 |
| Sắt | Kim loại | 10,02 · 106 |
| Crom | Kim loại | 8,74 · 106 |
| Chì | Kim loại | 4,69 · 106 |
| Titan (bei 273 K) | Kim loại | 2,56 · 106 |
| Thép không gỉ (1.4301) | Kim loại | 1,4 · 106 |
| Thủy ngân | Kim loại | 1,04 · 106 |
| Gadolini | Kim loại | 0,74 · 106 |
| Than chì (parallel zu Schichten) | Phi kim | 3 · 106 |
| Polymer dẫn điện | – | 10−11 bis 105 |
| Gecmani | Bán dẫn | 1,45 |
| Silic, undotiert | Bán dẫn | 252 · 10−6 |
| Telua | Bán dẫn | 5 · 10−3 |
| Nước biển | – | ≈ 5 |
| Nước máy | – | ≈ 50 · 10−3 |
| Nước tinh khiết | – | 5 · 10−6 |
Thứ tự dẫn điện của kim loại được thể hiện tại bảng thống kê trên. Qua đó, có thể thấy kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc và sau đó đến đồng. Kim loại dẫn điện tốt nhất có thể là một số hợp kim được tích hợp từ các kim loại. Ngày nay, kim loại dẫn điện tốt nhất thường được sử dụng trong sản xuất dây điện, đường truyền đó là đồng, bởi lẽ với chi phí hợp lý và hiệu quả dẫn điện cao hơn là ưu tiên sử dụng bạc.
3. Tính dẫn nhiệt của kim loại
Trong nhiệt học, dẫn nhiệt (hay tán xạ nhiệt, khuếch tán nhiệt) là việc truyền năng lượng nhiệt giữa các phân tử lân cận trong một chất, do một chênh lệch nhiệt độ.
KL có khả năng dẫn nhiệt. Nguyên nhân là do những e tự do ở vùng nhiệt độ cao có động năng lớn hơn, chúng chuyễn động đến vùng có nhiệt độ thấp hơn của KL và truyền năng lượng cho các ion dương ở đây.
Tính dẫn nhiệt của KL giảm dần theo thứ theo đây : Ag, Cu, Al, Fe…
Kim loại dẫn nhiệt tốt nhất là Ag.
4. Tính cứng của kim loại
Những KL khác nhau sẽ có tính cứng khác nhau. Theo quy ước kim cương có độ cứng là 10 thí : Cr là 9, W là 7, Fe là 4,5, Cu lvà Al là 3, Cs là 0,2…
Các tính chất : khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng phụ thuộc vào độ bền của liên kết kim loại, nguyên tử khối, kiểu mạng tinh thể…của KL.
Hầu hết kim loại ở thể rắn tại nhiệt độ tiêu chuẩn (0 C), trừ thuỷ ngân (Hg)và Copernixi (Cn) là ở thể lỏng ở nhiệt độ phòng. Trong tự nhiên,chỉ có một số ít kim loại như vàng,platin,...tồn tại ở dạng tự do,hầu hết các kim loại còn tồn tại ở dạng hợp chất.
5. Tính dẻo của kim loại
Kim loại bị biến dạng khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên miếng KL: KL có khả năng dễ rèn, dễ dát mỏng dễ kéo sợi. Khi có tác động cơ học các cation KL trong mạng tinh thể trượt lên nhau, nhưng lại không tách rời nhau nhờ sức hút tĩnh điện của các e tự do với các cation KL.
Những KL có tính dẻo cao nổi bật như: Au, Ag, Al, Cu, Sn...Trong đó Cu cũng là một trong những kim loại dẫn điện tốt nhất.
Xem ngay: Bài 15. Tính chất vật lí của kim loại
III. Tính chất hóa học
1. Phản ứng với Oxi
Phần lớn các kim loại hoạt động hóa học khá mạnh, phản ứng với oxi trong không khí để tạo thành oxit sau một khoảng thời gian khác nhau. Kim loại kiềm phải ứng mãnh liệt nhất, kế tiếp là kim loại kiềm thổ. Ví dụ:
\({\displaystyle 4Na+O_{2}\rightarrow 2Na_{2}O}\) (Natri oxit)
\({\displaystyle 2Ca+O_{2}\rightarrow 2CaO}\) (Canxi oxit)
\({\displaystyle 4Al+3O_{2}\rightarrow 2Al_{2}O_{3}}\) (Nhôm oxit)
Những kim loại chuyển tiếp bị oxi hóa trong thời gian dài hơn (như sắt, đồng, chì, niken). Một số khác, như paladi, bạch kim hay vàng, không hề phản ứng. Một số kim loại hình thành một lớp màng oxit vững chắc trên bề mặt của chúng khiến phân tử oxi không thể xuyên qua được làm cho chúng vẫn giữ được ánh kim và tính dẫn điện tốt qua hàng thập kỷ (như nhôm, một số loại thép và titan). Các oxit của kim loại mang thuộc tính bazơ.
Sơn hay phủ một lớp oxit lên kim loại là một cách khá hiệu quả nhằm ngăn ngừa sự ăn mòn.
Lưu ý: Tính khử của kim loại được thể hiện như sau: các kim loại sẽ mạnh khử được các oxit kim loại yếu hơn ở nhiệt độ cao thành kim loại.
Ví dụ: \(2Al + Fe_2O_3 \rightarrow 2Fe + Al_2O_3\)
2. Tác dụng với phi kim
Kim loại (trừ Pt và Au) tác dụng với oxi sinh ra oxit bazơ hoặc oxit lưỡng tính. Với kim loại đa hóa trị như Fe, Cr, Cu... thì tác dụng với halogen sẽ oxi hóa kim loại lên số oxi hóa cao. Kim loại (trừ Pt và Au) tác dụng với lưu huỳnh sinhra muối sunfua.
3. Tác dụng với nước
Các kim loại mạnh như Li, Na, K, Ca, Sr, Ba…khử nước dễ dàng ở nhiệt độ thường theo phản ứng:
\(M + nH_2O → M(OH)_n + \dfrac{n}{2}H_2.\)
- Kim loại Mg tan rất chậm và Al chỉ tan khi ở dạng hỗn hống (hợp kim của Al và Hg). Các kim loại trung bình như Mg, Al, Zn, Fe…phản ứng được với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo oxit kim loại và hiđro
Ví dụ:
\(Mg + H_2O(h) \rightarrow MgO + H_2\)
\(3Fe + 4H_2O(h) \rightarrow Fe_3O_4 + 4H_2\)
\(Fe + H_2O(h) \rightarrow FeO + H_2\)
- Các kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag, Hg…không khử được nước dù ở nhiệt độ cao.
Có thể bạn quan tâm:
Thông quan bài giảng trên chắc hẳn bạn đã có câu trả lời cho câu hỏi các tính chất chung của kim loại là gì? và kim loại dẫn diện tốt nhất là loại nào? Mọi thắc mắc và đóng góp xin vui lòng để lại dưới mục bình luận. Cảm ơn các bạn đã đọc đã quan tâm!
Liên kết với Facebook
Liên kết với Google