Tổng hợp hóa học 12 bài 18 lý thuyết – Tính chất của kim loại, dãy

Chương trình hóa học 12 chiếm tới gần 95% lượng kiến thức có trong bài thi tốt nghiệp THPT. Hiểu được điều đó, Kiến Guru chia sẻ tài liệu hóa học 12 bài 18 lý thuyết đầy đủ và dễ hiểu nhất nhằm hỗ trợ các sĩ tử trong quá trình học tập, ôn luyện cho các kỳ thi sắp tới.

Hóa học 12 bài 18 lý thuyết chương I – Tính chất vật lý

Hóa học 12 bài 18 xoay quanh về kim loại và các tính chất vật lý, tính chất hóa học của nó. Trước hết, hãy cùng Kiến Guru tìm hiểu xem kim loại có những tính chất gì tiêu biểu và nguyên nhân tạo thành các tính chất đó là gì nhé!

Tính chất vật lý chung:

• Hầu hết các kim loại đều ở trạng thái rắn (ngoại trừ thủy ngân Hg) và đều có tính dẻo; tính dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.
• Nguyên nhân gây ra những tính chất vật lý chung của kim loại này là do sự dịch chuyển của mạng lưới electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.

Lý giải:

1. Tính dẻo:

• Tính dẻo của kim loại biểu hiện như sau: dễ rèn, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi.
• Sở dĩ có những tính chất này vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động gắn kết chúng với nhau.

1. Tính dẫn điện:

• Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron chuyển động tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm (-) đến cực dương (+), tạo thành dòng điện.
• Kim loại dẫn điện tốt nhất là Bạc (Ag), sau đó đến Đồng (Cu), Vàng (Au), Nhôm (Al), Sắt (Fe). Theo thứ tự đó, ta có dãy kim loại dẫn điện theo thứ tự tăng dần là: Fe < Al < Au < Cu < Al.
• Bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất, nhưng vì chi phí sản xuất tốn kém nên người ta thường ưu tiên sử dụng dây dẫn điện được làm bằng đồng vì sự phổ biến và giá thành hợp lý.
• Ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động. Vì vậy mà càng ở nhiệt độ cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm.

1. Tính dẫn nhiệt:

• Do có các electron tự do trong các mạng tinh thể kim loại. Các electron này khi tồn tại trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại.
• Thường thì các kim loại dẫn điện tốt thường cũng dẫn nhiệt tốt.

1. Tính ánh kim:

• Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là tính ánh kim.

Tóm lại, các tính chất vật lý chung của kim loại chủ yếu xuất phát từ các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại. Ngoài ra, các tính chất này còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác như đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể kim loại, bán kính nguyên tử,… Bên cạnh những tính chất vật lí chung của kim loại được đề cập ở trên, các kim loại còn có một số tính chất vật lí không giống nhau. Những kim loại khác nhau có khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và độ cứng khác nhau.

Kiến thức hóa học 12 bài 18 chương II – Tính chất hóa học

Bên cạnh các tính chất vật lý như trên, hóa học 12 bài 18 lý thuyết còn đi sâu vào khai thác những tính chất hóa học, các phản ứng của kim loại với các đơn chất, các hợp chất khác. Vậy những tính chất đó là gì, hãy cùng hệ thống lại thông qua phần tiếp theo đây nhé!

Tính chất hóa học chung của các kim loại là tính khử:

M → M n+ + ne (Với n thuộc khoảng: 1 ≤ n ≤ 3)

Tác dụng với phi kim:

• Nhiều kim loại có thể khử được phi kim đến số oxi hoá âm, đồng thời nguyên tử kim loại bị oxi hoá đến số oxi hóa dương.

Ví dụ:

• Tác dụng với clo: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
• Tác dụng với oxi: 4Al + 3O2 → 2Al2O3
• Tác dụng với lưu huỳnh: Fe + S → FeS hay Hg + S → HgS

(Lưu ý: Các phản ứng trên cần đun nóng, trừ phản ứng với Hg)/

Tác dụng với dung dịch axit:

• Đối với các phản ứng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng : kim loại khử H+ thành H2:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑

• Đối với các phản ứng xảy ra với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc: Hầu hết các kim loại (Trừ Pt, Au) khử N+5 (trong HNO3) và S+6 (trong H2SO4) xuống số oxi hóa thấp hơn.

Ví dụ: 3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Tác dụng với nước:

• Các kim loại ở nhóm IA và IIA của bảng tuần hoàn (trừ Be, Mg) có tính khử mạnh, có thể khử được nước (H2O) ở nhiệt độ thường và giải phóng khí hidro (H2) . Các kim loại còn lại có tính khử yếu hơn nên chỉ khử được H2O ở nhiệt độ cao như Fe, Zn,… hoặc không khử được H2O như Ag, Au,…

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑

Tác dụng với dung dịch muối:

• Kim loại mạnh hơn khử ion kim loại yếu hơn trong muối thành kim loại tự do:

Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

hay: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

• Điều kiện để xảy ra phản ứng giữa muối và kim loại:

Cơ chế đẩy kim loại ra khỏi muối:

Kim loại A + Muối kim loại B → Muối Kim loại A + Kim loại B

Yêu cầu: Kim loại A không tan trong nước (Không thuộc nhóm Kim loại Kiềm, kim loại kiềm thổ), kim loại A đứng trước kim loại B trong dãy hoạt động hóa học của Bêkêtốp. Muối phải là muối tan.

• Dãy hoạt động hóa học:

K > Na > Ba > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au.

Vừa rồi, Kiến đã cùng bạn ôn tập lại lý thuyết về các tính chất vật lý, tính chất hóa học tiêu biểu của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại cũng là một trong những nội dung cần được lưu ý khi học và luyện tập nội dung hóa học 12 bài 18. Hãy cùng chúng mình theo dõi nội dung phần này nhé!

Hệ thống lý thuyết hóa học 12 bài 18 chương III – Dãy điện hóa của kim loại

Trước khi đi vào phần trọng tâm của lý thuyết phần dãy điện hóa của kim loại hóa học 12 bài 18, chúng ta hãy đi tìm hiểu những yếu tố liên quan đến nó: cặp oxi hóa – khử của kim loại nhé!

1. Cặp oxi hóa – khử của kim loại

• Nguyên tử kim loại dễ nhường electron để trở thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại có thể nhận electron để trở thành nguyên tử kim loại.
• Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử của kim loại.

Ví dụ: Cặp oxi hóa – khử của Fe3+/Fe, Cu2+/Cu

2. So sánh tính chất của các cặp oxi hóa – khử:

• Ví dụ: So sánh tính chất của hai cặp oxi hóa – khử Cu2+/Cu và Ag+/Ag.

Thực nghiệm cho thấy Cu tác dụng được với dung dịch muối AgNO3 theo phương trình ion rút gọn:

Cu + 2Ag+ Cu 2+ + 2Ag

Trong khi đó, ion Cu2+ không oxi hóa được Ag. Như vậy, ion Cu2+ có tính oxi hóa yếu hơn ion Ag+ và kim loại Cu có tính khử mạnh hơn kim loại Ag.

3. Dãy điện hóa của kim loại:

• Dựa vào việc so sánh tính chất oxi hóa – khử của nhiều cặp kim loại, người ta đã sắp xếp được dãy điện hóa kim loại. Dãy điện hóa này được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa của ion kim loại và chiều giảm dần của tính khử kim loại.
• Dãy điện hóa kim loại được sắp xếp theo thứ tự như sau:

Caption: Hóa học 12 bài 18 lý thuyết – dãy điện hóa của kim loại

• Lưu ý: Kim loại đứng trước có tính khử mạnh hơn kim loại phía sau, cation phía sau có tính oxi hóa mạnh hơn cation phía trước.

4. Ý nghĩa của dãy điện hóa kim loại:

• Dãy điện hóa của kim loại cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử theo quy tắc α: Phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử sẽ xảy ra theo chiều chất oxi hóa mạnh hơn sẽ oxi hóa chất khử mạnh hơn, sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn.

Ví dụ: Phản ứng xảy ra giữa cặp Fe2+/Fe và Cu2+/Cu xảy ra theo chiều ion Cu2+ oxi hóa Fe tạo ra ion Fe2+ và Cu:

Caption: Lý thuyết bài 18 hóa 12 – dãy điện hóa phần ví dụ

• Tổng quát: Giả sử có 2 cặp oxi hóa khử là Xx+/X và Yy+/Y (Cặp XX+/X đứng trước cặp Yy+/Y).

Chiều của phản ứng xảy ra theo quy tắc ∝ là:

Caption: Lý thuyết bài 18 hóa 12 – Dãy điện hóa

Các nội dung lý thuyết liên quan khác:

Giải bài tập hóa học 12 bài 18

Lý thuyết và cách giải bài tập hóa 12 bài 18

Tóm tắt chương 5 hóa 12: Đại cương về kim loại

Kết luận:

Trên đây, Kiến Guru đã chia sẻ tới bạn hoá học 12 bài 18 lý thuyết. Hy vọng đây sẽ là tài liệu bổ ích, là hành trang cùng bạn chinh phục môn Hóa học 12 và kỳ thi tốt nghiệp THPT sắp tới. Và các bạn học sinh đừng quên theo dõi các chủ đề liên quan đến môn Hóa 12 của Kiến Guru nhé!