Tính chất của Kim loại và Dãy Điện hóa

1. Tính chất vật lý chung của Kim loại

Kim loại có 4 tính chất vật lý chung do các electron tự do gây ra:

• Tính dẻo: Kim loại có thể dát mỏng, kéo sợi. (Vàng – Au là kim loại dẻo nhất).
• Tính dẫn điện: Electron tự do di chuyển thành dòng khi có điện trường. (Bạc – Ag dẫn điện tốt nhất, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe).
• Tính dẫn nhiệt: Tương tự dẫn điện, Ag dẫn nhiệt tốt nhất.
• Tính ánh kim: Electron tự do phản xạ ánh sáng chiếu vào.

Ngoài ra kim loại còn có các tính chất riêng như: Khối lượng riêng (Osmium nặng nhất, Li nhẹ nhất), nhiệt độ nóng chảy (Wolfram nóng chảy ở 3410^oC cao nhất làm dây tóc bóng đèn, Thủy ngân thấp nhất ở -39^oC), độ cứng (Crom cứng nhất rạch được thủy tinh, Xesi mềm nhất cắt được bằng dao nĩa).

2. Tính chất hóa học: Tính Khử

Kim loại luôn luôn thể hiện tính khử (nhường electron) trong các phản ứng hóa học.

• Tác dụng với phi kim: Tác dụng với O₂ tạo oxit (trừ Ag, Au, Pt), với Cl₂ tạo muối clorua hóa trị cao (Fe ⟶ FeCl₃), với S tạo muối sunfua (Hg phản ứng với S ở nhiệt độ thường).
• Tác dụng với dung dịch Axit:
  • Với HCl, H₂SO₄ loãng: Kim loại đứng trước H đẩy H₂ bay ra (kim loại thể hiện hóa trị thấp).
  • Với HNO₃, H₂SO₄ đặc nóng: Oxi hóa được hầu hết kim loại (trừ Au, Pt) lên mức hóa trị cao nhất và giải phóng khí (NO, NO₂, SO₂). (Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong HNO₃ và H₂SO₄ đặc nguội).
• Tác dụng với Nước: Các kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và một số kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) khử nước mãnh liệt ở nhiệt độ thường giải phóng H₂ và tạo dung dịch bazơ.
• Tác dụng với dung dịch Muối: Kim loại mạnh (đứng trước) đẩy kim loại yếu (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối của nó.

3. Dãy điện hóa của Kim loại

Dãy điện hóa sắp xếp các cặp oxi hóa – khử theo chiều: Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần và Tính khử của kim loại giảm dần (Từ Trái sang Phải).

Khi Nào Cần May Áo Giáp Sắt Nhớ Sang Phố Hỏi Cửa Hàng Á Phi Âu
(K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au)

Ý nghĩa: Quy tắc Alpha (α)

Phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử sẽ xảy ra theo chiều: Chất oxi hóa MẠNH HƠN tác dụng với chất khử MẠNH HƠN tạo ra chất oxi hóa YẾU HƠN và chất khử YẾU HƠN.

Ví dụ cặp Fe²⁺/Fe đứng trước cặp Cu²⁺/Cu. Theo quy tắc α (viết chữ α từ Cu²⁺ xuống Fe lên Fe²⁺ xuống Cu):

Cu²⁺ (Oxi hóa mạnh) + Fe (Khử mạnh) ⟶ Fe²⁺ (Oxi hóa yếu) + Cu (Khử yếu).