Tiêu đề Bài 13 Cấu tạo và tính chất vật lí của kim loại.pdf ✅

1 Bài 13. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ LIÊN KẾT KIM LOẠI 1. Đặc điểm cấu tạo của nguyên tử kim loại Nguyên tử kim loại có các đặc điểm sau: + Nguyên tử kim loại thường có ít electron ở lớp ngoài cùng + Bán kính nguyên tử kim loại thường lớn hơn khá nhiều so với bán kính của nguyên tử phi kim cùng chu kì. → Các electron hóa trị ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử kim loại chịu lực hút yếu của hạt nhân. 2. Cấu tạo tinh thể kim loại Ở điều kiện thường, trừ thủy ngân (mercury) ở thể lỏng, các kim loại khác đều tồn tại thể rắn và có cấu tạo tinh thể. 3. Liên kết kim loại Liên kết kim loại là liên kết được hình thành từ lực hút tĩnh điện giữa các cation kim loại và electron hóa trị tự do trong tinh thể kim loại II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA KIM LOẠI 1. Tính chất vật lí chung và ứng dụng Các kim loại ở trạng thái rắn đều có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim. Các tính chất này chủ yếu do các electron hóa trị tự do trong tinh thể kim loại gây ra 2. Tính chât vật lí riêng và một số ứng dụng Kim loại nhẹ (là kim loại có khôi lượng riêng nhó hon 5 g cm-3 ) như magnesium, aluminium thường được dùng để chế tạo các hợp kim nhẹ. Kim loại nặng như Sắt , tungsten được dùng để tạo các hợp kim nặng. Nhờ có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp nên chì, cadmium, Thiếc được sứ dụng làm dây chảy trong cẩu chì. Do có nhiệt độ nóng chảy cao, tungsten được sử dụng làm dây tóc bóng đèn trong loại đèn sợi đốt. Vi rất cứng nên chromium là kim loại được mạ bên ngoài các sản phẩm để bảo vệ sản phẩm và hạn chế sự mài mòn. Nhờ có độ cứng vừa phải và dẻo nên nhôm là vật liệu kim loại dễ gia công để làm khung cửa, làm lon hoặc hộp,... B. BÀI TẬP VẬN DỤNG  CÂU HỎI BÀI HỌC
2 Câu 1. [CD - SGK] Trong mạng tinh thể kim loại, các electron hoá trị tự do chuyển động theo một hướng hay theo nhiểu hướng? Hướng dẫn giải Trong mạng tinh thể kim loại, các electron hoá trị tự do thường chuyển động theo nhiều hướng khác nhau. Điều này xảy ra vì các electron hoá trị tự do trong mạng tinh thể kim loại không bị ràng buộc chặt chẽ như trong nguyên tử đơn lẻ mà có thể di chuyển tương đối tự do trong cấu trúc tinh thể. Do đó, chúng có thể di chuyển theo nhiều hướng khác nhau trong mạng tinh thể, góp phần vào dẫn điện và dẫn nhiệt của kim loại. Câu 2. [CD - SGK] Nhờ vào tính chất vật lí nào mà ta có thể uốn cong được kim loại? Hướng dẫn giải Tính dẻo Câu 3. [CD - SGK] Dựa vào những tính chất vật lí nào mà vàng được sử dụng làm đồ trang sức? Hướng dẫn giải - Tính ánh kim: Vàng có màu sắc và bóng loáng đặc trưng, tạo ra vẻ đẹp và sang trọng cho các sản phẩm đồ trang sức. Đặc biệt, vàng không bị oxy hóa hoặc phai màu theo thời gian, giữ cho sản phẩm trang sức luôn giữ được vẻ đẹp ban đầu. - Tính dẻo: Vàng là một kim loại dẻo, có khả năng uốn cong và làm mềm dễ dàng khi được đun nóng. Điều này cho phép các nghệ nhân tạo ra các thiết kế phức tạp và linh hoạt trong sản xuất đồ trang sức. Câu 4. [CD - SGK] Giải thích vì sao các kim loại đều có tính chất vật lí chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo và có ánh kim. Hướng dẫn giải Do kim loại cấu trúc tinh thể tương đối tự do và linh hoạt của chúng, cho phép electron tự do di chuyển dễ dàng và nguyên tử có thể trượt qua/nhau một cách linh hoạt. Câu 5. [CD - SGK] Dưới đây là mô hình mô tả tính chất nào của kim loại?
3 Hướng dẫn giải Tính dẫn điện Câu 6. [CD - SGK] Khi tàu thuyền neo đậu, mỏ neo của chúng sẽ được thả xuống đáy sống. Kim loại nặng hay kim loại nhẹ sẽ được dùng để chế tạo mỏ neo? Giải thích Hướng dẫn giải Kim loại nặng sẽ được dùng để chế tạo mỏ neo. Do khối lượng riêng của kim loại nặng cao hơn so với kim loại nhẹ, nên mỏ neo chế tạo từ kim loại nặng sẽ có khả năng giữ tàu thuyền ổn định hơn khi neo đậu, đặc biệt trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt như sóng lớn, gió mạnh. Kim loại nặng cũng có độ bền và độ chịu lực tốt hơn nên sẽ đảm bảo an toàn khi neo tàu thuyền.  CÂU HỎI CUỐI BÀI Câu 1. [CD - SGK] Chỉ ra sự khác nhau giữa liên kêt kim loại và liên kêt lon. Hướng dẫn giải Liên kết kim loại Liên kết ion  Liên kết kim loại xảy ra giữa các nguyên tử kim loại với nhau.  Trong liên kết kim loại, các electron hoá trị tự do tự do di chuyển trong toàn bộ cấu trúc tinh thể kim loại, tạo thành một biển electron.  Không có sự chuyển động tương đối lớn của các ion như trong liên kết ion.  Liên kết ion xảy ra giữa các ion dương và ion âm.  Trong liên kết ion, electron được chuyển từ nguyên tử một loại nguyên tố (thường là kim loại) sang nguyên tử khác (thường là một nguyên tố phi kim), tạo ra các ion dương và ion âm.  Liên kết ion thường tạo ra cấu trúc tinh thể lưới chặt chẽ, trong đó các ion dương và ion âm xen kẽ nhau và bị thu hút bởi lực điện từ.  Các cấu trúc tinh thể của liên kết ion thường không có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt như kim loại. Câu 2. [CD - SGK] Vì sao người ta thường buộc một mẩu chi vào dây cứa cần câu? Vi sao không dùng mẩu nhôm có giá thành thấp hơn thay cho mẩu chì?
4 Hướng dẫn giải 1. Trọng lượng: Mẩu chi có trọng lượng lớn hơn so với mẩu nhôm cùng kích thước. Trọng lượng lớn giúp mẩu chi dễ dàng chìm xuống đáy nước, giúp cần câu đạt được độ sâu mong muốn và duy trì độ sâu khi câu. 2. Độ linh hoạt: Mẩu chi thường linh hoạt hơn mẩu nhôm, điều này giúp nó dễ dàng uốn cong hoặc xoắn khi chạm vào cấu trúc dưới nước, giúp tránh những vật cản và tăng khả năng nắm bắt cá. 3. Độ đàn hồi: Mẩu chi có độ đàn hồi tốt hơn mẩu nhôm, giúp giữ cho mồi câu không bị rụng ra khi bị cá cắn hoặc khi cần câu di chuyển. Câu 3. [CD - SGK] Dây chảy là một chi tiết trong cầu chì có tác dụng ngăt dòng điện khỏi thiết bị, bao vệ thiết bị khi xảy ra sự cố làm tăng nhiệt độ. Khi dây chảy (thường làm bang chì) trong cầu chì bị đứt, có nên dùng đoạn dây dồng hoặc thép (thành phần chính là sắt) để làm dây chảy thay thế không? Giải thích. Hướng dẫn giải Không nên dùng đoạn dây đồng hoặc thép (thành phần chính là sắt) để làm dây chảy thay thế cho dây chảy trong cầu chì, thường được làm bằng chì, vì những lý do sau: 1. Điểm nóng chảy khác nhau: Chì có điểm nóng chảy thấp (khoảng 327°C), trong khi đó, đồng có điểm nóng chảy cao hơn nhiều (khoảng 1085°C) và thép cũng có điểm nóng chảy cao (khoảng 1370-1510°C). Khi sử dụng đồng hoặc thép thay cho chì, cầu chì sẽ không ngắt mạch kịp thời khi nhiệt độ tăng lên do sự cố, vì chúng sẽ không nóng chảy và đứt nhanh chóng như chì. Điều này có thể dẫn đến nguy cơ hỏng hóc thiết bị hoặc thậm chí gây cháy nổ. 2. Tính dẫn nhiệt và dẫn điện: Đồng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao hơn nhiều so với chì. Việc sử dụng đồng sẽ không làm gián đoạn dòng điện nhanh chóng khi xảy ra sự cố, vì nó không nóng chảy và đứt nhanh như chì. Thép cũng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt khác biệt so với chì, khiến cho cơ chế bảo vệ của cầu chì bị phá vỡ. 3. Độ bền và độ dẻo: Chì mềm và dễ nóng chảy, phù hợp cho việc làm dây chảy trong cầu chì. Ngược lại, đồng và thép cứng và bền hơn, không phù hợp cho mục đích này vì chúng không dễ dàng bị đứt khi nhiệt độ tăng lên đến mức nguy hiểm.