Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta không thể không nhắc đến kim loại và vai trò quan trọng của nó. Nhưng bạn đã hiểu rõ về kim loại và tầm quan trọng của nó? Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng khám phá và tìm hiểu về đặc điểm, tính chất hóa học và ứng dụng đa dạng của kim loại. Hãy cùng FPT Skill King khám phá về “kim loại là gì?” nhé!
Nội dung
Kim loại: Khám phá đặc điểm và cấu tạo
Khi nhắc đến kim loại, chúng ta thường nghĩ đến một chất rắn, dẫn nhiệt và dẫn điện. Nhưng thực tế, kim loại là những nguyên tố hóa học có khả năng tạo ra ion dương và có các liên kết kim loại. Cùng với phi kim và á kim, kim loại được phân loại dựa trên mức độ ion hóa. Kim loại chiếm khoảng 80% trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, trong khi phi kim và á kim chiếm khoảng 20%.
Trên thực tế, phi kim có số lượng nhiều hơn so với kim loại trên bảng tuần hoàn. Tuy nhiên, kim loại lại chiếm được sự quan tâm và sử dụng rộng rãi hơn. Một số nguyên tố kim loại phổ biến bao gồm sắt (Fe), nhôm (Al), đồng (Cu), vàng (Au), bạc (Ag), kẽm (Zn)…
Phân loại kim loại
Kim loại được chia thành 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 bị ăn mòn do phản ứng với môi trường bên ngoài. Chúng có khả năng phản ứng hóa học với axit clohydric dạng loãng. Một số ví dụ tiêu biểu gồm sắt, chì, kẽm… Mặc dù đồng không phản ứng hóa học với axit clohidric, nhưng do dễ bị oxy hóa, nó cũng được xem như một kim loại cơ bản.
Kim loại hiếm
Ngược lại với kim loại cơ bản, kim loại hiếm ít bị ăn mòn do oxi và axit. Giá trị của chúng cũng cao hơn nhiều so với các loại kim loại khác. Vàng, bạc, bạch kim là một số kim loại hiếm nổi tiếng.
Kim loại đen
Kim loại đen là những kim loại chứa sắt (Fe) và có từ tính. Ví dụ như gang, thép và các hợp kim từ sắt khác, được tạo thành từ sắt và carbon. Kim loại đen rất phổ biến và thường được tái chế nhiều lần. Mặc dù có tính linh hoạt trong gia công tạo hình, kim loại đen dễ bị rỉ sét do thành phần chính từ sắt. Để khắc phục điểm này, các nhà luyện kim thêm Crom, niken vào hỗn hợp để tăng khả năng chống ăn mòn. Chính những hợp kim như thép không gỉ (inox) là ví dụ điển hình cho kim loại đen.
Kim loại màu
Kim loại màu không phải là kim loại đen, không có màu đen và không phải là sắt hoặc 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 có khả năng chống ăn mòn tốt hơn, dẫn nhiệt và dẫn điện cũng tốt hơn kim loại đen. Do nhiệt độ nóng chảy thấp hơn, kim loại màu có khả năng đúc dễ dàng hơn so với kim loại đen.
Tính chất vật lý và hóa học của kim loại
Giống như các vật liệu khác, kim loại có những đặc điểm về cơ, lý tính và hóa học đặc trưng.
Tính chất vật lý
Kim loại có tính cứng, có màu sắc ánh kim, có thể dát mỏng và gia công thành nhiều hình thù đa dạng. Nhờ các ion, kim loại dẫn điện tốt. Ngoài ra, kim loại còn có tính từ và dẫn nhiệt tốt, điểm nóng chảy cao. Kim loại cũng có tính giãn nở nhiệt, nghĩa là khi gặp nhiệt độ cao, chúng sẽ giãn ra và khi gặp nhiệt độ thấp, chúng sẽ co lại. Thông thường, ở nhiệt độ môi trường, kim loại ở dạng rắn, trừ thủy ngân và copernixi.
Về cơ tính, kim loại và hợp kim của nó có tính dẻo, đàn hồi và có độ bền kéo cũng như độ bền nén nhất định. Mức độ cơ tính và lý tính của mỗi kim loại phụ thuộc vào cấu trúc của nó.
Kim loại là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong gia công như đúc, rèn, cắt, đâm, dập, uốn, hàn, mài… Với công nghệ nhiệt luyện, độ cứng của kim loại và hợp kim có thể được điều chỉnh để tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau.
Tính chất hóa học
Kim loại có khả năng tác động với phi kim, axit, nước và muối để tạo thành các hợp chất. Phản ứng hóa học của kim loại với các chất này có thể diễn ra có hoặc không có chất xúc tác.
Tác dụng với axit
Khi kim loại tác động với axit, sẽ tạo ra muối và khí Hidro. Trong trường hợp axit đặc hoặc axit nóng, phản ứng sẽ tạo ra muối Nitrat và các khí như N2, NO2, NO… Hoặc tạo ra muối Sunfat và các khí như SO2, H2S.
Tác dụng với phi kim
Phi kim là những nguyên tố không dẫn điện (ngoại trừ Carbon, graphit) và dễ nhận electron (ngoại trừ Hydro). Một số ví dụ cho phi kim là oxi, nitơ, photpho, lưu huỳnh, cacbon, hiđrô…
Khi kim loại tác động 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…
Tác dụng với nước
Ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao, khi kim loại tác động với nước, có thể tạo ra bazơ, kim loại kiềm, oxit và hidro.
Tác dụng với muối
Khi kim loại kết hợp với một muối của kim loại yếu hơn, phản ứng sẽ tạo ra muối và kim loại mới.
Ứng dụng của kim loại trong cuộc sống
Kim loại xuất hiện rất nhiều trong cuộc sống và được ứng dụng rộng rãi 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 đời sống hàng ngày.
Có thể kể đến một số ứng dụng phổ biến của kim loại như:
Trong sản xuất
Kim loại được sử dụng rộng rãi trong ngành luyện kim, chế tạo máy móc và thiết bị. Thép (bao gồm cả inox) và nhôm là những kim loại chủ yếu để tạo ra nhiều chi tiết, phụ kiện, khuôn đúc trong sản xuất.
Trong xây dựng
Kim loại đen và kim loại cơ bản thường được sử dụng trong các công trình xây dựng như nhà ở, tòa nhà, cầu đường…
Trong giao thông vận tải
Kim loại được sử dụng làm vỏ và các chi tiết máy móc, thiết bị và phụ kiện trong phương tiện giao thông như 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 gia dụng như bàn ghế, dụng cụ bếp, cầu thang, cửa, cổng…
Trang trí – thiết kế
Kim loại màu được sử dụng rộng rãi trong trang trí nội thất. Nhờ tính tạo hình và dễ gia công, kim loại có thể uốn và cắt thành nhiều họa tiết, hoa văn độc đáo, mang tính ứng dụng và thẩm mỹ cao.
Trong hóa học
Kim loại được sử dụng trong nghiên cứu và phân tích các phản ứng hóa học. Từ đó, các nhà khoa học phát triển nhiều vật liệu hữu ích khác trên nền tảng các nguyên tố kim loại để phục vụ cuộc sống hiện đại.
Kim loại là vật liệu cần thiết và vô cùng hữu ích đối với chúng ta. Để sử dụng một cách hiệu quả, chúng ta cần hiểu rõ về tính chất và ứng dụng của nó, đồng thời bảo vệ môi trường và tối ưu nguồn nguyên liệu tự nhiên. Hãy cùng nhau chăm sóc và sử dụng kim loại một cách thông minh nhé!
Bài viết: Kim loại: Tất cả những gì bạn cần biết
Ban biên tập: FPT Skill King
Chúng tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về kim loại và ứng dụng của nó trong cuộc sống. Cảm ơn bạn đã đọc và hẹn gặp lại trong những bài viết tiếp theo!
