CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 1 Sự phân bố kim loại thiên nhiên Vị trí kim loại bảng tuần hoàn (1) Một đặc tính quan trọng ngun tố hóa học tính phổ biến thiên nhiên Hầu hết kim loại có thành phần vỏ đất, có nước đại dương, thể sống với mức độ nhiều khác y Trong vỏ đất (phần thạch quyển) kim loại Al, Na, Fe, Ca, Mg, K, Ti, Mn số phi kim khác nguyên tố có độ phổ biến lớn Trong bảng thành phần phần trăm số nguyên tử phần trăm khối lượng nguyên tố đó: Bảng Thành phần nguyên tố có độ phổ biến cao thạch Nguyên tố % nguyên tử % khối lượng Nguyên tố % nguyên tử % khối lượng O Si Na Ca K C Mn S 58 20 2,4 2,0 1,4 (1,5.10-1) 3,2 10-2 3,0 10-2 47,20 27,60 2,64 3,60 2,60 (1 10-1) 10-2 5: 10-2 H Al Fe Mg Ti P N 3,0 6,6 2,0 2,0 2,5 10-1 10-2 (2,5 10-2) (0.15) 8,80 5,10 2,10 10-1 10-2 (1.10-2) y Trong nước đại dương, kim loại có hàm lượng cao Na, Mg, K, Ca ứng với thành phần sau: Na : chiếm 1,0354% (khối lượng); 10,354 mg/l Mg : chiếm 0,1297% (khối lượng); l,297mg/l K : chiếm 0,0388% (khối lượng); 387,5 mg/l Ca : chiếm 0,0408% (khối lượng); 408,0 mg/l y Những kim loại chiếm thành phần cao thể sống, có thành phần phần trăm khối lượng sau : Ca :5 10-1% K :3 10-1% Mg :4 10 -2% Na : 2.10-2% Fe:1.10-2% Al:5.10-3% Ba : 3.10-3% Sr:2 10-3% Mn: 10-3% Zn:5 10-4% Cu:2.10-4% (2) Hầu hết nguyên tố hóa học kim loại, chiếm 80% tổng số nguyên tố Trong bảng tuần hoàn kim loại xếp phần bên trái phía bảng coi Be, Al, Ge, Sr, Po nguyên tố giới hạn Còn phần bên phải phía bảng nguyên tố phi kim giới hạn B, Si, As Te.Vậy kim loại phi kim có ranh giới gần đường thẳng nằm hai dãy nguyên tố nêu Các nguyên tố giới hạn nằm cạnh đường ranh giới xem nguyên tố bán kim Tóm lại, nguyên tố chuyển tiếp, nguyên tố nhóm la IIA, nguyên tố nặng nhóm IIIA, IVA, VA kim loại Bảng Vị trí kim loại, bán kim loại phi kim loại bảng tuần hoàn H He Li Be B C 13 11 Na 19 12 K 37 31 Ca 39 - 48 Y - Cd 49 Sr 81 Ba 57 - 80 La - Hg 38 Rb 55 56 Cs N 32 Ga 33 Ge 50 Tl Pb Bi 36 Br 53 Te Kr 54 I 85 Po Ar CI Se 84 Ne 18 35 52 83 F S Sb 10 17 34 51 82 O As Sn In 16 P Si Al 21 - 30 Sc - Zn 15 14 Mg 20 Xe 86 At Rn 88 87 Fr Ra (3) Xét cấu trúc lớp vỏ electron hầu hết kim loại có từ đến electron lớp vỏ ngồi cùng: Các kim loại nhóm la IIA có số electron lớp vỏ ngồi ns1 -2 (n số thứ tự chu kỳ) Ví dụ với Na (3s1); Ca (4s2) y Các kim loại từ nhóm IIIA đến VIIA có số electron lớp vỏ ngồi ns np1 - Ví dụ Al (3s2 3p1) ; At(6s26p5) y Trong chu kỳ 4, sau xây dựng xong lớp 4s nguyên tố từ 21 nhóm IIIB (Sc) đến 30 nhóm IIB (Zn) họp thành dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất, có cấu hình electron ngồi 3d1 - 10 4s1 - Ví dụ : (21) Sc (30) Zn 3d10 4s2 3d 4s Trong dãy có hai sai lệch Cr có cấu hình 3d54s1 khơng phải 3d 4s ; Cu có cấu hình 3d104s1 khơng phải 3d94s2 Hiện tượng sai lệch khác lượng phân mức lượng (n - 1)d ns nguyên tố chuyển tiếp gây y Trong chu kỳ 5, có 10 kim loại chuyển tiếp từ 39 nhóm IIIB(Y) đến 48 nhóm IIB (Cd) có cấu hình lớp ngồi 4d1 - 10 5s1 - Ví dụ (39) Y (48) Cd 4d10 5s2 4d 5s Những sai lệch cấu hình electron chu kỳ có nguồn gốc Như vậy, cấu hình electron kim loại thuộc hai dãy chuyển tiếp có dạng chung là: (n - l)d1 - 10 ns1 - ... ranh giới xem nguyên tố bán kim Tóm lại, nguyên tố chuyển tiếp, nguyên tố nhóm la IIA, nguyên tố nặng nhóm IIIA, IVA, VA kim loại Bảng Vị trí kim loại, bán kim loại phi kim loại bảng tuần hoàn H... electron hầu hết kim loại có từ đến electron lớp vỏ ngồi cùng: Các kim loại nhóm la IIA có số electron lớp vỏ ns1 -2 (n số thứ tự chu kỳ) Ví dụ với Na (3s1); Ca (4s2) y Các kim loại từ nhóm IIIA... 4, sau xây dựng xong lớp 4s nguyên tố từ ô 21 nhóm IIIB (Sc) đến 30 nhóm IIB (Zn) họp thành dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất, có cấu hình electron ngồi 3d1 - 10 4s1 - Ví dụ : (21) Sc (30) Zn