- Test 2: Kiểm tra nâng cao.
TIỂU MODUN 2: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KIM LOẠ
- Hƣớng dẫn tự học lý thuyết:
Tài liệu:
1. Sách giáo khoa Chuyên Hoá học, tập II.( trang 1923)
2. Tuyển tập bài giảng HH vô cơ - Cao Cự Giác.( trang 390 398) 3. Hoá học vô cơ - Trần Thị Đà -Nguyễn Thế Ngôn.( trang 1621) 4. Hoá học vô cơ - Nguyễn Đức Vận. ( trang 25 29)
Hƣớng dẫn: Đọc các tài liệu trên và trả lời các câu hỏi gợi ý sau: 1. Cho biết tính chất vật lý của kim loại?
2. Hãy giải thích các tính chất vật lý của kim loại theo thuyết vùng và thuyết "khí electron" ?
- Test 1: Kiểm tra cơ bản.
Thời gian: 15 phút.
Câu 1: Tính chất nào sau đây không có ở các kim loại?
A. Có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt. B. Tồn tại ở thể lỏng trong điều kiện thường. C. Có khả năng phản xạ ánh sáng. D. Có nhiệt độ nóng chảy cao.
Câu 2: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là:
A. Liti. B. Wonfram. C. Thủy ngân. D. Cesi.
Câu 3: Nhận định nào sau đây là đúng:
A. Tất cả các kim loại đều có màu do sự phản xạ ánh sáng. B. Một số kim loại có màu đặc trưng.
C. Tất cả các kim loại đều có màu trắng bạc.
D. Các kim loại không có màu do lớp ôxit bao phủ bề mặt.
Câu 4: Tính cứng của kim loại phụ thuộc vào:
A. cấu trúc tinh thể kim loại. B. số điện tích hạt nhân Z. C. số electron lớp ngoài cùng của kim loại. D. cả A, B, C.
Câu 5: Cho các nguyên tố Na, Mg, Al. Theo thứ tự tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện của chúng:
A. tăng dần. B. giảm dần.
C. biến đổi không theo quy luật. D. ý kiến khác.
Câu 6: Theo thuyết khí electron, một số kim loại có màu là do:
A. chúng hấp thụ các bức xạ nhìn thấy. B.chúng phản chiếu các bức xạ. C. chúng không hấp thụ bức xạ. D. chúng hấp thụ một số bức xạ.
Câu 7: Tính dẻo của kim loại là khả năng:
A. không bị tan trong các dung môi. B. không bị phân huỷ bởi nhiệt.
C. bị biến dạng. D. bị phân huỷ bởi lực tác động.
Câu 8: Kim loại cứng nhất là:
A. Cr. B. Cs. C. Na. D. Mg.
Câu 9: Nhiệt độ sôi của các kim loại phụ thuộc vào:
A. liên kết kim loại. B. bán kính của nguyên tử . C. khối lượng riêng. D. cả A, B.
Câu 10: Phát biểu nào sau đây sai:
A. Trong một chu kì tính kim loại giảm dần theo chiều từ trái sang phải. B. Kim loại nào có năng lượng ion hoá càng nhỏ thì tính khử càng mạnh. C. Nguyên tử nào có tính khử càng lớn thì bán kính nguyên tử càng nhỏ.
D. Trong một phân nhóm chính tính kim loại tăng dần theo chiều từ trên xuống dưới.
- Phần tài liệu tự học lý thuyết
Những tính chất lý học của kim loại như trạng thái, màu sắc, ánh kim, tính dẻo, tính cứng, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt… đều phụ thuộc vào mạng tinh thể và bản chất liên kết trong tinh thể kim loại.
(1). Trạng thái: Ở điều kiện thường tất cả các kim loại đều ở trạng thái rắn, trừ thuỷ ngân ở trạng thái lỏng và xezi (Tnc= +28 oC), gali (Tnc = +30 oC) cũng ở trạng thái lỏng do hiện tượng chậm đông.
(2). Màu sắc: Ở trạng thái tự do, đa số các kim loại đều có màu trắng bạc, một số kim loại có màu đặc trưng (chủ yếu là các kim loại chuyển tiếp : Cu- màu đỏ, Au- màu vàng, Bi- màu đỏ nhạt, Pb- màu trắng xanh…). Trong thực tế, màu sắc của một số kim loại có thay đổi ít nhiều do sự hình thành các ôxit trên bề mặt.
(3). Tính dẻo: Các kim loại có tính dẻo và dễ bị biến dạng. Au là kim loại dẻo nhất ( Au có thể dát mỏng tới cỡ 1/20 micron, 1micron ≈1/1000mm).
(4). Tính cứng: Các kim loại có tính cứng khác nhau phụ thuộc vào mạng tinh thể. Cứng nhất là Crom, mềm nhất là xezi (Cs).
(5). Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của kim loại cũng phụ thuộc vào mạng tinh thể và khối lượng nguyên tử kim loại. Kim loại có D < 5g/cm3 là kim loại nhẹ và D > 5 g/cm3
là kim loại nặng.
(6). Nhiệt nóng chảy: Nhiệt nóng chảy của kim loại phụ thuộc vào mạng tinh thể và lực tương tác giữa các tiểu phân trong mạng. Các kim loại chuyển tiếp có Tnc cao hơn vì các electron d đã tham gia vào liên kết kim loại, bền hơn so với electron s và p. Các kim loại không chuyển tiếp có Tnc thấp còn vì bán kính nguyên tử của chúng lớn, do đó liên kết kim loại của chúng yếu hơn.
(7). Nhiệt độ sôi: Nhiệt độ sôi của các kim loại phụ thuộc vào liên kết kim loại và bán kính của nguyên tử ( Ts > Tnc). Nói chung, kim loại chuyển tiếp có Ts cao hơn các kim loại không chuyển tiếp cũng vì lí do như đã nêu trong Tnc. Riêng Gali có nhiệt độ nóng chảy thấp nhưng nhiệt độ sôi cao là vì: liên kết kim loại trong gali lỏng không tăng lên đáng kể khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, hơn nữa mạng lưới tinh thể của gali hình thành từ những phân tử Ga2 nên cần nhiệt để phá vỡ liên kết trong Ga2 khi sôi.
(8). Tính dẫn điện: Kim loại có tính dẫn điện tốt ( Ag, Cu, Au, Al…). Độ dẫn điện giảm khi nhiệt độ tăng. Một số kim loại ở nhiệt độ rất thấp có tính siêu dẫn, một số khác có tính bán dẫn.
◙ Giải thích tính chất vật lý của kim loại :
- Kim loại có ánh kimvì "khí electron" trong cấu trúc tinh thể kim loại tao ra cho kim loại khả năng phản chiếu mạnh các bức xạ nhìn thấy. Một số kim loại có
màu vì chỉ hấp thụ một số bức xạ và phản chiếu một số bức xạ nhìn thấy khác. Ví dụ: đồng có màu đỏ vì nó đã hấp thụ các bức xạ màu xanh.
- Kim loại dẫn điện tốt vì "khí electron" chuyển động từ hỗn loạn sang có hướng khi đặt một hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn. Đun nóng, độ dẫn điện giảm vì tăng sự chuyển động hỗn loạn của "khí electron" và tăng sự dao động của nguyên tử hay ion kim loại làm cản trở sự chuyển động có hướng của electron.
- Kim loại dẫn nhiệt tốt vì khi tăng nhiệt độ ở một chỗ thì tại đó nguyên tử và ion kim loại dao động mạnh, truyền cho các electron tự do, sau đó lan truyền sang các ion và nguyên tử lân cận…Cứ thế, dao động của các nguyên tử và ion được tăng cường và trạng thái nhiệt của cả khối kim loại được thăng bằng nhanh chóng.
- Kim loại có tính dẻo là nhờ "khí electron" liên kết được các tiểu phân ( nguyên tử và ion kim loại) trong tinh thể và chúng có thể bị xê dịch do chịu tác dụng của một lực cơ học.
* Khó khăn của thuyết " khí electron" là không giải thích được giá trị thực nghiệm về nhiệt dung nguyên tử kim loại ( ≈ 6cal/mol). Điều này được giải quyết theo thuyết vùng năng lượng.
* Theo thuyết vùng, các tính chất vật lý chung của kim loại đều gây ra bởi các electron ở vùng hoá trị.
- Sự chuyển động của các electron trên các MO của vùng hoá trị làm phản chiếu và giảm khả năng hấp thụ bức xạ nhìn thấy mà kim loại có ánh kim; cũng vì thế mà tinh thể luôn liên kết thành một khối và nhờ đó có tính dẻo.
- Nếu trong vùng năng lượng còn những obital phân tử còn trống thì electron có mức năng lượng gần nhất sẽ tới chiếm những obital này, vị trí cũ của chúng sẽ bị electron khác thay thế, nhờ vậy các electron có thể chuyển động tự do. Khi có điện trường ngoài, các electron đó sẽ chuyển động theo phương của trường ngoài và phát sinh ra dòng điện. Trường hợp vùng hoá trị bị electron chiếm hết nhưng tiếp giáp với vùng trống chưa bị chiếm, dưới tác dụng của điện trường ngoài các electron sẽ chuyển động lên vùng trống làm cho vùng trống trở thành vùng dẫn điện. Ở các nguyên tố bán dẫn, giữa vùng hoá trị và vùng dẫn có một khe năng lượng nhưng
nhỏ. Tại nhiệt độ xác định, một số electron nhảy qua được khe năng lượng đó vào vùng dẫn và chuyển động tự do. Điểm khác biệt giữa kim loại và chất bán dẫn là: khi nhiệt độ tăng, tính dẫn điện của chất bán dẫn tăng lên còn tính dẫn điện của kim loại giảm.
- Test 2: Kiểm tra nâng cao.
Thời gian: 15 phút.
Câu 1: Nhiệt nóng chảy của kim loại phụ thuộc vào:
A. mạng tinh thể. B. lực tương tác giữa các tiểu phân trong mạng.
C. A và B. D. không phụ thuộc vào bất cứ yếu tố nào.
Câu 2: Nhận định nào sau đây là sai?
A. Kim loại có tính dẫn điện tốt, độ dẫn điện giảm khi nhiệt độ tăng.
B. Kim loại có tính dẻo là nhờ "khí electron" liên kết được các tiểu phân ( nguyên tử và ion kim loại) trong tinh thể.
C. Gali có nhiệt độ nóng chảy thấp nhưng nhiệt độ sôi cao là vì mạng lưới tinh thể của gali hình thành từ những phân tử Ga2.
D. Ở điều kiện thường tất cả các kim loại đều ở trạng thái rắn.
Câu 3: Kim loại mềm nhất là:
A. Cr. B. Cs. C. Na. D. Mg.
Câu 4: Theo thuyết vùng, kim loại có ánh kim là do:
A. sự chuyển động của các electron trên các MO của vùng hoá trị làm phản chiếu và giảm khả năng hấp thụ bức xạ nhìn thấy.
B. sự chuyển động của các electron trên các MO của vùng cấm.
C. A. sự chuyển động của các electron trên các MO của vùng dẫn làm phản chiếu bức xạ nhìn thấy.
D. các electron chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác trong tinh thể.
Câu 5: Chọn câu phát biểu sai trong các câu sau: A. Một kim loại dẫn điện tốt thì đẫn nhiệt tốt.
C. Kim loại có tính dẻo, tính dẫn điện, dẫn nhiệt, máu sắc là do các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.
D. Khi tăng nhiệt độ thì khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt của kim loại giảm.
Câu 6: Theo thuyết vùng, các tính chất vật lý chung của kim loại đều gây ra bởi:
A. các electron ở vùng hoá trị. B. các electron ở vùng dẫn.
C. các electron ở vùng cấm. D. các electron trong nguyên tử.
Câu 7: Khối lượng riêng của kim loại cũng phụ thuộc vào
A. mạng tinh thể. B. khối lượng nguyên tử kim loại. C. số electron lớp ngoài cùng. D. cả A và B.
Câu 8: Khối lượng riêng của K là 0,86 g/cm3.Thể tích của một mol 3 9 1 9K là: A. 45,35 cm3. B. 22,09 cm3. C. 19,26 cm3. D. 33,54 cm3.
Câu 9: Chọn câu phát biểu đúng nhất.
Sắt, đồng, nhôm có nhữmg tính chất vật lý giông nhau là:
A. đều có ánh kim. B. đều có thể káo dài và dát mỏng. C. đều có tính dẫn điện, dẫn nhiệt. D. cả A, B, C.
Câu 10: "Điểm khác biệt giữa kim loại và chất bán dẫn là: khi nhiệt độ ..., tính dẫn điện của chất bán dẫn ... còn tính dẫn điện của kim loại ...."
Những từ điền vào chỗ trống là:
A. tăng - giảm- tăng. B. tăng - tăng- giảm. C. giảm - tăng- giảm. D. giảm- giảm- tăng. Đáp án:
Test 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 B C B A A D C A D C
2 C D B A B A D A D B