Kim loại và phi kim là những nguyên tố có sẵn xung quanh chúng ta. Vì vậy, điều cần thiết là phải biết liệu một nguyên tố cụ thể là kim loại hay phi kim. Vật liệu có thể được chia thành kim loại và phi kim loại.
Tính chất đặt trưng của kim loại như nhôm và đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Trong khi các phi kim loại như như huỳnh và phốt pho là chất cách điện. Các nguyên tố được phân biệt là kim loại và phi kim dựa trên tính chất đặc trưng của chúng.
Tổng quan về kim loại và phi kim
Một nguyên tố là dạng vật chất đơn giản nhất không thể phân tách bằng cách thông thường. Kim loại và phi kim là những phần thiết yếu trong cuộc sống của chúng ta. Chúng ta không thể tồn tại nếu không có một số phi kim như oxy, nếu không có kim loại sự sống của chúng ta sẽ rất khó khăn.
Phần lớn các nguyên tố trong bảng tuần hoàn là kim loại. Chúng bao gồm các kim loại chuyển tiếp, lanthanide, kim loại kiềm, actinide và kim loại kiềm thổ. Trong bảng tuần hoàn, các kim loại được phân tách bằng các phi kim thông qua một đường ngoằn ngèo bắt đầu từ cacbon đến radon.
Các nguyên tố thuộc loại này và các nguyên tố đứng bên phải chúng trong bảng tuần hoàn đều là phi kim. Các nguyên tố nằm ngay bên trái của đường kẻ được gọi là bán kim loại hoặc á kim. Chúng sẽ có tính chất hỗn hợp của cả kim loại và phi kim.
Phi kim là số ít các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Chúng nằm ở phía bên tay phải của bảng tuần hoàn. Các nguyên tố liên quan đến phi kim là lưu huỳnh, carbon, photpho, tất cả các halogen, hydro, oxy, nito, selen và khí hiếm.
Trong bảng tuần hoàn, các phi kim được đặt bên trái các halogen và bên phải của các á kim. Các halogen và phí hiếm cũng là phi kim.
Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại
Một số tính chất hóa học của kim loại được liệt kê dưới đây.
Thông thường, mật độ của kim loại cao.
Kim loại dễ uốn và kéo dây.
Kim loại tạo thành hợp kim với kim loại khác hoặc phi kim.
Một số kim loại như sắt phản ứng với không khí và bị ăn mòn.
Các kim loại trừ chì đều dẫn nhiệt và dẫn điện tốt.
Nói chung, trừ thủy ngân, tất cả các kim loại khác đều ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng. Thủy ngân ở trạng thái lỏng.
Nhiều kim loại tạo ra oxit của nó bằng cách đốt cháy oxy của không khí. Kim loại phản ứng cao phản ứng mạnh mẽ khi chúng bị đốt cháy trong oxy.
Các kim loại như kali và natri được lưu trữ trong dầu khi chúng phản ứng với không khí trong vài giây. Chúng thuộc về các kim loại có phản ứng cao.
Các kim loại ít phản ứng hơn như bạc, vàng, bạch kim không dễ bị xỉn màu, chúng luôn sáng bóng.
Kim loại tạo ra khí hydro và oxit kim loại khi phản ứng với nước.
Các oxit kim loại hoà tan trong nước và tạo thành hydroxit kim loại.
Không phải kim loại nào cũng phản ứng với nước. Tuy nhiên các kim loại hoạt tính cao như natri và kali phản ứng dữ dội với nước và tỏa nhiệt diễn ra khi hydro bắt lửa ngay lập tức.
Kim loại tác dụng với axit thu được khí hydro và muối.
Một kim loại thường chiếm chỗ một kim loại ít phản ứng hơn trong dung dịch muối kim loại.
Phản ứng đặc trưng của kim loại
Phản ứng của kim loại với oxi: các oxit kim loại được tạo thành khi kim loại phản ứng với oxi. Kim loại thường tặng cặp electron đơn độc cho nguyên tử oxy để tạo thành oxit kim loại. Ví dụ:
4K + O2 → 2 K2O
Các oxit kim loại thường có bản chất cơ bản nhưng đôi khi chúng cũng thể hiện hành vi lưỡng tính. Rất ít kim loại như kali và natri phản ứng mạnh với oxy nếu được giữ trong môi trường mở. Đây là lý do mà chúng phát ra lửa khi được giữ trong môi trường thoáng. Do đó, chúng được ngâm trong dầu lửa để bảo quản.
Phản ứng của kim loại với nước: Trong khi một số kim loại không phản ứng, một số kim loại phản ứng với nước tạo thành hydroxit kim loại. Do đó, khả năng phản ứng của nước khác nhau từ kim loại này sang kim loại khác. Khả năng phản ứng của natri và kali rất mạnh và chúng dễ dàng phản ứng với nước để tạo thành chất kiềm như natri hydroxit và kali hydroxit.
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Nhưng magie không phản ứng với nước lạnh mà phản ứng với nước nóng để tạo thành magie oxit.
Mg + H2O → MgO + H2
Vì sắt ít phản ứng hơn so với natri, kali, canxi và magie nên nó không phản ứng với nước lạnh hoặc nước nóng mà phản ứng với hơi nước để tạo thành các oxit từ tính. Phản ứng xảy ra rất chậm.
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
Phản ứng với axit loãng: các kim loại như natri, kali, liti và canxi phản ứng mạnh với HCl và H2SO4 loãng để tạo thành muối kim loại và hydro. Magie, kẽm, sắt, thiếc và chì không phản ứng mạnh với axit.
Mg + HCl → MgCl2 + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Các kim loại được đặt dưới hydro trong chuỗi phản ứng sẽ phản ứng với axit loãng. Chúng không thể thay thế hydro để tạo liên kết với anion phi kim loại.
Phản ứng của kim loại với muối kim loại khác: kim loại phản ứng mạnh sẽ dễ dàng thay thế kim loại ít phản ứng hơn ra khỏi các oxit, clorua hay sunfua của nó.
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Thứ tự sắp xếp các kim loại theo thế điện cực của các kim loại trong dãy điện hóa như sau:
(Hình ảnh sẽ được cập nhật sau)
So sánh tính chất hóa học của kim loại và phi kim
| Kim loại | Phi kim |
|---|---|
| Kim loại dễ bị ăn mòn | Phi kim loại không dễ bị ăn mòn. |
| Chúng có 1, 2 hoặc 3 electron trong lớp vỏ hóa trị. Vì vậy, họ có thể mất điện tử dễ dàng. | Phi kim sở hữu nhiều hơn 4 electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng |
| Kim loại tạo ra oxit bazơ | Chúng tạo thành oxit axit |
| Chúng có bản chất điện dương | Đây là bản chất điện âm. |
| Chúng hoạt động như một chất khử tốt | Chúng hoạt động như một tác nhân oxy hóa tuyệt vời. |
