Kim loại là chất gì? Đặc điểm, tính chất hóa học và ứng dụng

Kim loại là một trong những vật liệu phổ biến tồn tại xung quanh cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Kim loại là chất gì? Có tính chất vật lý và hóa học nào nổi bật? Vai trò của kim loại trong đời sống.

1. Kim loại là chất gì?

Kim loại là tập hợp các nguyên tố có khả năng tạo ra các ion dương và có liên kết kim loại. Giống với á kim và các phi kim, kim loại là một trong những nguyên tố được phân biệt bởi độ ion hóa. 

Trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, đường chéo vẽ từ Bo tới Poloni chia tách các kim loại với các phi kim, ở bên trái đường chia cắt là kim loại còn ở góc trên bên phải đường này là các phi kim.

Kim loại là gì?

Trong tự nhiên, kim loại ít phổ biến hơn nhưng rất đa dạng. Còn ở trong bảng tuần hoàn thì các kim loại chiếm phần lớn với khoảng 80% là các nguyên tố kim loại. Một số kim loại được biết đến nhiều nhất là nhôm, đồng, vàng, sắt, chì,... Các kim loại được tìm thấy trong lõi của trái đất nhưng chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất trong khoáng sản, quặng. Có một số kim loại tồn tại dưới dạng nguyên chất thường là kim loại quý như vàng, bạc, đồng, platin…

Kim loại thường có tính dẻo, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt và có xu hướng ánh kim.

2. Các loại kim loại phổ biến

Dựa vào đặc điểm và tính chất của kim loại mà người ta có thể chia thành các loại khác nhau:

2.1. Kim loại cơ bản

Là tập hợp các kim loại bị oxi hóa hoặc dễ bị ăn mòn, xảy ra phản ứng với axit clohidric loãng để giải phóng khí hidro. Tuy nhiên, có 1 số trường hợp không phản ứng HCl nhưng lại dễ dàng bị oxy hóa, chẳng hạn là đồng. 

Một số kim loại cơ bản là sắt, niken, chì, kẽm,...

2.2. Kim loại đen

Bao gồm các kim loại có màu đen, được tìm thấy từ rất xa xưa khoảng từ 200 triệu năm trước.

Bao gồm các kim loại: Sắt, titan, crom và nhiều kim loại đen khác.

2.3. Kim loại màu

Là những kim loại có màu khác nhau như màu vàng, màu ghi, màu đồng,... Các kim loại màu không có màu đen.

Một số kim loại màu như: Đồng, kẽm, bạc, vàng,...

Kim loại đồng

3. Các tính chất nổi bật của kim loại

3.1. Tính chất vật lý

- Cảm quan: Thường tồn tại ở thể rắn có ánh kim, đa dạng về màu sắc. Tuy nhiên, có một số trường hợp ngoại lệ như thủy ngân (Hg) và  Copernixi (Cn) ở dạng lỏng. 

- Khối lượng riêng tương đối lớn:

+ Kim loại nhẹ < 5g/cm³.

+ Kim loại trung bình < 10 g/cm³.

+ Kim loại nặng > 10g/cm³.

- Nhiệt độ nóng chảy thường cao.

- Có khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt.

- Cứng nhưng dễ kéo dài và dát mỏng.

- Nguyên tử kim loại không nhận thêm electron nên nó chỉ trở thành ion dương.

- Trong tự nhiên, rất ít kim loại tồn tại dưới dạng tự do (vàng, platin,...), chủ yếu là tồn tại dưới dạng hợp chất.

3.2. Tính chất hóa học

Đa phần các kim loại có tác dụng hóa học khá mạnh, thể hiện những tính chất nổi bật sau:

- Phản ứng với oxi trong không khí: Tùy theo khoảng thời gian tiếp xúc mà tạo thành những oxit khác nhau. 

+ Theo tính chất phản ứng thì các kim loại kiềm sẽ có tác dụng mạnh hơn rồi đến kim loại kiềm thổ.

4Na + O2 → Na2O

4Al + 3O2 → 2Al2O3 

+ Những kim loại bị oxy hóa trong thời gian lâu hơn như sắt, đồng, chì, niken.

2Fe + O2 → 2FeO

+ Những kim loại không phản ứng: Paladi, bạch kim, vàng.

Dựa vào tính chất này mà người ta đã tiến hành sơn hoặc phủ 1 lớp oxit lên kim loại để chống bị ăn mòn. Bởi vì lớp oxit giúp ngăn cản các phân tử oxi xuyên qua chúng.

- Phản ứng với phi kim

+ Hầu hết các kim loại trừ Pt và Au thì đều phản ứng với oxi để tạo ra oxit base hoặc oxit lưỡng tính. 

+ Một số kim loại đa hoá trị như Fe, Cr, Cu,... có phản ứng với halogen để tạo lên kim loại có oxi hoá cao hơn.

Fe + Cl2 → FeCl2

+ Tác dụng với lưu huỳnh để tạo ra muối sulfide:

Cu + S → CuS

4. Ứng dụng của kim loại đối với đời sống

Kim loại có rất nhiều vai trò đối với cuộc sống của chúng trong ta, cụ thể như:

- Trong xây dựng: Sắt, nhôm, đồng là nguồn nguyên liệu để tạo ra các vật liệu xây dựng như gang, thép,... giúp kiên cố kiến trúc công trình xây dựng nhà cửa, cầu đường và nhiều kiến trúc khác nhau.

- Trang sức đá quý: Một số kim loại quý như bạc, đồng, vàng,... được sử dụng để chế tạo ra các trang sức.

- Được sử dụng để làm vổ các phương tiện, chi tiết máy móc, thiết bị và phụ kiện phục vụ cho các nhà máy công nghiệp, giao thông vận tải, là chi tiết của các phương tiện từ xe đạp, xe máy, ô tô đến máy bay, tàu thuỷ.

Ứng dụng nổi bật của kim loại

- Dùng để tạo ra các đồ gia dụng phục vụ cho cuộc sống hằng ngày như bàn ghế, cầu thang, cửa, xoong, nồi,...

- Hoá học: Là nguyên liệu dùng trong nghiên cứu và phân tích các phản ứng hoá học. 

Như vậy ta thấy, kim loại có rất nhiều vai trò quan trọng đối với nhiều lĩnh vực. Với những kiến thức chia sẻ ở trên, mong rằng bạn đọc hiểu rõ hơn về tính chất và ứng dụng của chúng trong đời sống.