KIM LOẠI: LỊCH SỬ, THUỘC TÍNH, LOẠI, SỬ DỤNG, VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các kim loại được tạo thành bởi một nhóm các nguyên tố nằm ở phía bên trái, ngoại trừ hydro phi kim, của Bảng tuần hoàn. Kim loại chiếm khoảng 75% các nguyên tố hóa học nên có thể nói một phần lớn trong tự nhiên là kim loại.

Các kim loại mà con người chế biến ban đầu ở thời tiền sử là: vàng, bạc, đồng, thiếc, chì và sắt. Điều này là do chúng ở trạng thái nguyên bản của chúng hoặc vì chúng dễ dàng xử lý để tạo ra các đồ vật hữu ích.

Các yếu tố kim loại màu xanh lam. Kim loại màu xanh lục và phi kim loại màu nâu

Có vẻ như một điều kỳ diệu là từ đống đá và khoáng chất, người ta có thể chiết xuất ra những vật thể sáng bóng và bạc (với một số ngoại lệ quan trọng và nổi bật). Đó là trường hợp của bôxit và nhôm, từ đá sét mà kim loại khử này thu được dưới dạng tấm hoặc giấy bạc.

Kim loại là khuôn khổ của các ngành công nghiệp; hệ thống cáp, lò phản ứng, thiết bị, thùng chứa, tất cả theo cách này hay cách khác đều được tạo thành từ kim loại và hợp kim của chúng.

Những đồng xu, vũ khí, công cụ, áo giáp đầu tiên được làm bằng kim loại, sau này được sử dụng để sản xuất xe cộ, xe đạp, tàu thuyền, máy bay, máy tính và các đồ vật thiết yếu khác trong cuộc sống hiện đại.

Lịch sử

Thời đại đồng

Mở rộng luyện kim - Nguồn: Metallurgical diffusion.svg theo giấy phép Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International

Vào năm 9000 trước Công nguyên, những đồ vật kim loại bằng đồng rèn đầu tiên được sản xuất ở Cận Đông, khi con người phát hiện ra rằng búa đồng làm tăng độ bền và sức đề kháng của nó, sử dụng nó để làm dao. Đây là thời đại đồng.

Người ta phát hiện ra rằng đồng có thể thu được bằng cách nung nóng các khoáng chất màu xanh lam, chẳng hạn như corvellite và malachite (4000-3000 TCN).

Thời kỳ đồ đá cũ là khoảng thời gian trước thời đại đồ đồng, tương ứng với 5.000-3.000 năm trước Công nguyên.

Thời đại đồ đồng (3.000-1.500 trước Công nguyên)

Tư liệu từ thời kỳ đồ đồng - Nguồn: Gaguilella theo giấy phép Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International.

Con người có lẽ đã vô tình bắt đầu chế tạo hợp kim, ban đầu bằng đồng và asen, sau đó là đồng và thiếc, để có được đồ đồng ở vùng Cận Đông.

Các sản phẩm bằng đồng, tương ứng với thời này, có 87% đồng, 11% thiếc, và một lượng nhỏ sắt, asen, niken, chì và antimon.

Thời đại đồ sắt (700 TCN)

Người đàn ông đã sử dụng kinh nghiệm của mình trong việc sản xuất đồng rèn để sản xuất sắt rèn ở Cận Đông. Trong cùng khoảng thời gian đó, sự tạo hạt của bột Etruscan đã xảy ra, Ý.

Việc sản xuất thép sớm nhất được biết đến, một hợp kim của sắt và cacbon, đã được thể hiện trong các mảnh kim loại tại một địa điểm khảo cổ ở Anatolia (1800 TCN)

Vào khoảng năm 1122 sau Công nguyên, tại một địa điểm và niên đại không xác định, gang đã được giới thiệu. Năm 1440 SCN, Chuông lớn của Bắc Kinh, Trung Quốc, được sản xuất. Gần ba thế kỷ sau, vào năm 1709 sau Công Nguyên, sắt nóng chảy được sản xuất bằng cách sử dụng than cốc làm nguyên liệu nhiên liệu.

Năm 1779, gang được sử dụng ở Anh như một vật liệu kiến ​​trúc. Năm 1855, Henry Bessenir đã sử dụng gang làm nguyên liệu thô để thu được thép nhẹ. Clark and Wood (1872) người Anh đã cấp bằng sáng chế cho một hợp kim, hiện được coi là thép không gỉ.

Tính chất vật lý của kim loại

Đồng của những chiếc chuông cổ này thể hiện tính hữu dụng của kim loại đối với mục đích trang trí hoặc tôn giáo. Nguồn: Pxhere.

Trong số một số tính chất vật lý của kim loại ta có:

- Kim loại có bề ngoài sáng bóng và có khả năng phản xạ ánh sáng.

-Nói chung chúng là chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

-Chúng có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao.

- Chúng dễ uốn, nghĩa là chúng có thể được rèn để sản xuất các tấm mỏng.

- Chúng có tính dẻo, với chúng, bạn có thể sản xuất dây hoặc sợi có đường kính rất nhỏ.

-Chúng được trình bày ở trạng thái rắn, ngoại trừ thủy ngân, là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, và gali, sẽ tan chảy chỉ bằng cách dùng tay bóp chặt. Trong hình ảnh sau đây, bạn có thể thấy một bình chứa thủy ngân:

-Chúng là những thể mờ đục, những phiến mỏng của chúng không bị ánh sáng chiếu qua.

-Chúng rất cứng, ngoại trừ natri và kali, có thể bị dao cắt.

-Chúng có mật độ cao, với osmi và iridi có mật độ cao nhất và liti có mật độ thấp nhất.

Tính chất hóa học của kim loại

Trong số một số tính chất hóa học của kim loại ta có:

-Chúng có xu hướng mất electron và tạo thành các cation kim loại, M ^{n +} , trong đó n chỉ số oxi hóa của chúng, điều này chỉ đối với kim loại kiềm và kiềm thổ mới trùng với số hóa trị của chúng.

- Độ nhạy điện của nó thấp.

-Chúng bị ăn mòn và bị tổn thương do ôxy hóa.

-Tạo thành oxit bazơ khi phản ứng với oxi. Các oxit này khi kết hợp với nước tạo thành hiđroxit kim loại. Oxit kim loại phản ứng với axit tạo thành muối và nước.

- Chúng là những chất khử tốt, vì chúng nhường electron.

Các loại kim loại

Kim loại được phân thành các loại sau: kiềm, kiềm thổ, sau chuyển tiếp, chuyển tiếp và được gọi là đất hiếm.

Kim loại kiềm

Chúng thường không được tìm thấy tự do trong tự nhiên vì chúng dễ bị oxy hóa. Chúng có một quỹ đạo phụ s ¹ ở vỏ ngoài quỹ đạo của chúng, vì vậy chúng có trạng thái ôxy hóa +1. Chúng là những kim loại phản ứng tỏa nhiệt với nước và có tính khử mạnh.

Kim loại kiềm thổ

Chúng là kim loại dễ uốn và dễ uốn. Nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm này có cấu hình s ² nên nhường 2 electron và trạng thái oxi hóa của chúng là +2. Ngoại trừ berili, chúng có thể bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí.

Kim loại sau chuyển tiếp

Chúng là những kim loại thuộc khối p, nằm giữa các kim loại chuyển tiếp và các kim loại trong bảng tuần hoàn.

Các nguyên tố nhóm 3 có trạng thái oxi hóa +1 và +3 là phổ biến nhất, mặc dù nhôm chỉ có trạng thái oxi hóa +3. Ngoài ra, một phần của các kim loại sau chuyển tiếp nằm trong nhóm 14 và 15.

Kim loại chuyển tiếp d

Chúng tạo thành một nhóm được tìm thấy giữa các nguyên tố tạo bazơ và các nguyên tố tạo axit. Các obitan nguyên tử d và f không hoàn toàn và lấp đầy. Mặc dù thuật ngữ kim loại chuyển tiếp dùng để chỉ các kim loại chuyển tiếp d.

Các kim loại chuyển tiếp có nhiều hơn một trạng thái oxi hóa. Chúng có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn các nhóm kim loại khác. Các kim loại chuyển tiếp là một nhóm kim loại rất không đồng nhất bao gồm sắt, crom, bạc, v.v.

Đất hiếm

Quặng đất hiếm

Nhóm kim loại này được tạo thành từ các nguyên tố scandium và yttrium và các nguyên tố của dãy lanthanides và actinides. Thuật ngữ 'đất hiếm' đề cập đến thực tế là chúng không được tìm thấy trong tự nhiên ở trạng thái tinh khiết và có thể bị tấn công bởi axit.

Các ứng dụng

Kim loại kiềm

Liti được sử dụng làm môi trường truyền nhiệt trong một số lò phản ứng hạt nhân. Nó được sử dụng trong một số loại pin khô và bộ tích điện nhẹ. Lithi clorua và liti bromua là các hợp chất hút ẩm được sử dụng trong quá trình sấy khô công nghiệp và điều hòa không khí.

Natri được sử dụng trong luyện kim loại, chẳng hạn như titan và zirconium. Nó được sử dụng trong chiếu sáng công cộng trong đèn hồ quang natri. Natri clorua (NaCl) được sử dụng làm hương liệu thực phẩm và để bảo quản thịt.

Kim loại kiềm thổ

Magiê được sử dụng trong nhiếp ảnh như ánh sáng đèn flash và pháo hoa. Bari là một thành phần của hợp kim được sử dụng trong bugi vì nguyên tố này dễ phát ra các electron. Muối bari được sử dụng để hạn chế tổn thương tia X đối với các mảng trong đường tiêu hóa.

Canxi được sử dụng để loại bỏ các tạp chất hòa tan trong kim loại nóng chảy và loại bỏ khí thải trong ống chân không. Nó là một phần của thạch cao, một vật liệu được sử dụng trong xây dựng và điều trị gãy xương.

Kim loại sau chuyển tiếp

Nhôm vì nó là kim loại nhẹ được sử dụng trong chế tạo máy bay và tàu thủy. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất nhiều đồ dùng nhà bếp. Nó được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất chất khử mùi hạn chế tiết mồ hôi.

Gali được sử dụng trong bóng bán dẫn nhiệt độ cao và nhiệt kế. Đồng vị ⁶⁷ Ga được sử dụng trong y học để điều trị một số khối u ác tính. Chì được sử dụng trong chế tạo pin và bảo vệ chống lại bức xạ ion hóa.

Kim loại chuyển tiếp

Đồng được sử dụng trong các đường ống cấp nước, tủ lạnh và hệ thống điều hòa không khí. Nó cũng được sử dụng như một phần của cơ chế tản nhiệt của máy tính. Nó được sử dụng trong việc dẫn dòng điện, trong nam châm điện và trong việc tạo màu cho kính.

Niken được sử dụng để làm thép không gỉ, cũng như dây đàn guitar và pin sạc. Nó cũng được sử dụng trong mạ điện để bảo vệ kim loại. Nó được sử dụng trong các hợp kim được tìm thấy trong các bộ phận của xe, chẳng hạn như van, vòng bi và phanh.

Niken từ lâu đã được sử dụng trong việc sản xuất tiền xu.

Kẽm được sử dụng để bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn, trong sản xuất đồng thau. Kẽm oxit và kẽm sunfat được sử dụng trong sản xuất tấm lợp, máng xối và ống thoát nước.

Crom được sử dụng để bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn và làm cho chúng sáng bóng. Nó được sử dụng làm chất xúc tác trong phản ứng tổng hợp amoniac (NH ₃ ). Crom oxit được sử dụng để bảo vệ gỗ.

Đất hiếm

Scandium được sử dụng trong hợp kim với nhôm cho các thành phần hàng không vũ trụ. Nó là một chất phụ gia trong đèn hơi thủy ngân.

Lantan được sử dụng trong kính chịu kiềm, chiết suất cao. Ngoài ra, nó còn được dùng trong sản xuất ống kính máy ảnh và làm chất xúc tác crackinh cho các nhà máy lọc dầu.

Xeri được sử dụng như một chất oxy hóa hóa học. Ngoài ra, nó được sử dụng để cung cấp màu vàng trong thủy tinh và gốm sứ, cũng như chất xúc tác cho lò nướng tự làm sạch.

Ví dụ về các nguyên tố kim loại

Kiềm

Natri (Na), kali (K), xêzi (Cs), liti (Li) và rubidi (Ru).

Kiềm-đất

Berili (Be), magiê (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và radi (Ra).

Hậu chuyển tiếp

Nhôm (Al), gali (Ga), Indi (In), tali (Tl), thiếc (Sn) và chì (Pb).

Chuyển tiếp

Titan (Ti), Vanadi (V), Crom (Cr), Mangan (Mn), Sắt (Fe), Coban (Co), Niken (Ni), Đồng (Cu), Kẽm (Zn), Zirconium (Zr), niobi (Nb), molypden (Mo), palađi (Pd), bạc (Ag), vonfram (W), rheni (Re), osmi (Os), iridi (Ir),

Bạch kim (Pt), Vàng (Au) và Thủy ngân (Hg).

Đất hiếm

Scandium (Sc), yttrium (Y), lantan (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) và lutetium (Lu).

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 05 tháng 10 năm 2019). Kim loại so với phi kim loại. Phục hồi từ: thinkco.com
4. Kim loại và Tính chất của chúng- Vật lý và Hóa học. . Được khôi phục từ: csun.edu
5. Jonathan Maes. (2019). 18 Loại Kim loại Khác nhau (Sự kiện và Công dụng). Phục hồi từ: makeitfrommetal.com