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

Một trong những vật liệu phổ biến nhất xung quanh chúng ta là kim loại hoặc có thành phần chính từ kim loại (hợp kim). Vậy chúng là gì và đặc điểm, tính chất của kim loại như thế nào mà lại góp phần cho cuộc sống con người hữu ích đến vậy? Trong bài viết này cùng Inox Đại Dương tìm hiểu đặc điểm, tính chất hóa học và ứng dụng của kim loại ngay nhé!

Kim loại là gì? Đặc điểm và cấu tạo của kim loại

Nhắc đến kim loại, người ta thường biết đến chúng là một vật chất rắn, dẫn nhiệt và dẫn điện. Tuy nhiên, cụ thể hơn kim loại là những nguyên tố hóa học mà tạo ra được ion dương và có các liên kết kim loại. Cùng với phi kim và á kim, kim loại cũng được phân biệt bởi mức độ ion hóa. Trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, kim loại chiếm khoảng 80% còn phi kim và á kim chiếm khoảng 20%.

Kim loại là gì?

Trong tự nhiên, phi kim chiếm số lượng nhiều hơn mặc dù trên bảng tuần hoàn, các vị trí của kim loại là đa số. Những kim loại phổ biến nhất có thể kể đến như sắt (Fe), Nhôm (Al), đồng (Cu), vàng (Au), bạc (Ag), Kẽm (Zn)…

Phân loại

Kim loại có 4 loại, mỗi loại có cấu tạo và ứng dụng khác nhau, phục vụ cho mục đích sản xuất khác nhau.

Kim loại cơ bản

Kim loại cơ bản

Là những kim loại dễ dàng phản ứng với môi trường bên ngoài, tạo nên sự ăn mòn, oxi hóa. Ngoài ra, chúng có có phản ứng hóa học với HCl (axit clohydric dạng loãng). Một số kim loại cơ bản điển hình là sắt, chì, kẽm… Riêng đồng, mặc dù nó không có phản ứng hóa học với axit clohidric nhưng lại dễ bị oxy hóa nên cũng được phân vào nhóm kim loại cơ bản.

Kim loại hiếm

Ngược lại với kim loại cơ bản, những kim loại thuộc nhóm hiếm ít bị ăn mòn bởi oxi và axit, giá trị của chúng cũng cao hơn nhiều so với các loại kim loại còn lại. Một số kim loại hiếm như: vàng, bạc, bạch kim…

Nên xem: Bạch kim là gì? Phân biệt bạch kim và vàng trắng

Kim loại đen

Là những kim loại có chứa sắt (Fe) và có từ tính. Ví dụ như gang, thép và các hợp kim từ sắt khác, được tạo thành từ 2 nguyên tố chủ yếu là sắt và carbon. Kim loại đen rất phổ biến và là một trong những kim loại được tái chế nhiều lần.

Cây láp đặc inox
Cây láp đặc inox chất lượng cao do Nhà máy Đại Dương sản xuất

Tuy có độ bền và độ linh hoạt trong gia công tạo hình nhưng đây là kim loại dễ bị rỉ sét, vì nó có thành phần từ sắt. Để loại trừ khuyết điểm này, các nhà luyện kim sẽ bổ sung một số nguyên tố hóa học như Crom, niken… để tăng khả năng chống ăn mòn. Vật liệu điển hình cho hợp kim này chính là thép không gỉ, hay còn gọi là inox.

Kim loại màu

Kim loại màu là các kim loại còn lại không phải kim loại đen. Chúng không có màu đen, không phải sắt hay hợp kim từ sắt. Chúng có màu đặc trưng riêng và được sản xuất từ quặng màu nguyên sinh hoặc thứ sinh. Kim loại màu chống ăn mòn tốt hơn kim loại đen, dẫn nhiệt và dẫn điện khá tốt. Nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nên khả năng đúc dễ dàng hơn so với kim loại đen.

Nên xem: Đặc tính và ứng dụng của inox màu

Tính chất vật lý, hóa học của kim loại

Cũng như các loại vật liệu khác, kim loại cũng có đặc điểm về cơ, lý tính và hóa học đặc trưng.

Tính chất vật lý

Kim loại có tính cứng, màu sắc ánh kim, có thể dát mỏng và gia công thành nhiều hình thù đa dạng. Nhờ các ion, chúng dẫn điện tốt. Ngoài ra, kim loại còn có từ tính và dẫn nhiệt tốt, có điểm nóng chảy cao. Tính giãn nở nhiệt cũng là đặc trưng của kim loại, khi gặp nhiệt độ nóng chúng có xu hướng giãn ra, ngược lại, khi gặp nhiệt độ thấp (lạnh), chúng sẽ co lại. Hay Hầu hết, ở nhiệt độ môi trường, kim loại ở thể rắn, trừ thủy ngân và copernixi (ở thể lỏng).

Về cơ tính, kim loại và các hợp kim của nó có tính dẻo, đàn hồi, và có độ bền kéo, độ bền nén nhất định. Tùy vào cấu tạo mà mỗi kim loại có mức độ cơ tính, lý tính cao hơn hay thấp hơn nhau.

Ngoài ra, kim loại là vật liệu có nhiều ưu điểm nhất trong gia công như đúc, rèn, cắt gọt, đột, dập, chấn, hàn mài…Đặc biệt, với công nghệ nhiệt luyện, độ cứng của kim loại và hợp kim có thể được thay đổi, nhằm tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau.

Cấu tạo, đặc điểm, tính chất của hợp kim

Tính chất hóa học

Kim loại có thể tác dụng với phi kim, axit, nước, muối để tạo thành các hợp chất. Phản ứng hóa học của kim loại với các chất này có thể có hoặc không có chất xúc tác đi kèm.

Tác dụng với axit

Khi kim loại phản ứng với axit sẽ tạo ra muối và khí Hidro. Trong trường hợp chất phản ứng là axit đặc, nóng, phản ứng tạo ra muối Nitrat và các khí (như N2, NO2, NO…) hay muối Sunfat và các khí (SO2, H2S)

Tác dụng với phi kim

Phi kim là những nguyên tố nằm bên phải bảng tuần hoàn hóa học, có tính chất không dẫn điện (ngoại trừ Cacbon, graphit), dễ nhận electron (ngoại trừ Hidro). Một số phi kim: oxi, nitơ, photpho, lưu huỳnh, cacbon, hiđrô…

Khi kim loại tác dụng với phi kim sẽ tạo ra oxit (khi phản ứng với O2) hoặc tạo ra muối khi phản ứng với các phi kim khác như Cl, S… (xem chi tiết tại đây)

Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, khi kim loại tác dụng với nước có thể cho ra bazơ, kim loại kiềm hay oxit và hidro.

Tác dụng với muối

Khi kim loại được kết hợp với một muối của kim loại yếu hơn nó, phản ứng sẽ tạo ra muối và kim loại mới.

Ứng dụng của kim loại trong đời sống hiện nay

Kim loại xuất hiện rất nhiều trong cuộc sống, được ứng dụng vô cùng đa dạng ở nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến dân dụng. Chúng là nguyên liệu chính để tạo ra những sản phẩm thiết yếu, phục vụ cho sản xuất và cho cuộc sống hằng ngày.

Ứng dụng của kim loại trong đời sống hiện nay

Có thể kể đến một số ứng dụng phổ biến của kim loại như:

  • Trong sản xuất: kim loại được dụng nhiều trong ngành luyện kim và sản xuất, gia công cơ khí, chế tạo máy móc, thiết bị. Sắt, thép (và hợp kim của chúng như inox) hoặc nhôm, kẽm…được sử dụng phần lớn để tạo ra nhiều chi tiết, phụ kiện, chế tạo phôi, khuôn đúc…
  • Trong xây dựng: kim loại đen, kim loại cơ bản thường được dùng để phục vụ cho các công trình xây dựng như nhà ở, tòa nhà, cầu đường, các kiến trúc lớn nhỏ khác nhau…

Thép xây dựng

  • Trong giao thông vận tải: ứng dụng làm vỏ các loại phương tiện, chi tiết máy móc, thiết bị và phụ kiện, khớp nối trong hầu hết các phương tiện từ xe đạp, xe máy, ô tô, xe tải, máy bay hay tàu thủy.
  • Trong gia dụng: kim loại được sử dụng để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống như bàn ghế, dụng cụ bếp, cầu thang, cửa, cổng…
  • Trang trí – thiết kế: Ngoài ra, kim loại màu như còn được dùng nhiều trong trang trí nội thất. Nhờ tính tạo hình và dễ gia công, kim loại được uốn và cắt theo nhiều họa tiết, hoa văn đặc sắc, giúp sản phẩm vừa mang tính ứng dụng thực tiễn, vừa làm đẹp cho không gian.
  • Trong hóa học: Kim loại được dùng để nghiên cứu, phân tích những phản ứng hóa học, từ đó các nhà khoa học phát triển thêm nhiều vật liệu hữu ích khác trên nền tảng các nguyên tố kim loại nhằm phục vụ cho cuộc sống hiện đại.

 

Kim loại là vật liệu hữu ích và vô cùng cần thiết đối với chúng ta. Chúng hiện diện ngày càng nhiều, nhờ sự tiến bộ và khả năng, trình độ của con người, chúng ngày càng có nhiều ưu điểm hơn, phù hợp với nhiều mục đích và lĩnh vực. Điều quan trọng, con người cần sử dụng chúng đúng và không lãng phí để góp phần bảo vệ môi trường, tiết kiệm nguồn nguyên liệu mà tự nhiên ban tặng.

Bài viết liên quan: Hợp kim là gì? đặc điểm, ứng dụng mà bạn chưa biết

Ban biên tập: Inox Đại Dương

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *