Có 118 nguyên tố khác nhau trong bảng tuần hoàn, và mỗi nguyên tố đều độc đáo tùy thuộc vào tính chất hóa học của nó. Các nguyên tố được phân loại thành ba nhóm chính: kim loại, phi kim và á kim. Chúng ta hãy thảo luận về từng phân loại, tính chất của chúng và một số ví dụ thực tế.
Nội dung chính
Kim loại là gì?
Kim loại là các nguyên tố tuần hoàn có đặc điểm và cấu trúc phân tử tương tự nhau. Chúng thường là vật liệu cứng, sáng bóng, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Kim loại cũng được biết đến với đặc tính dễ uốn, dễ kéo và phản xạ độc đáo khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng xây dựng, sản xuất và y tế.
Có hơn 90 loại kim loại trong bảng tuần hoàn, được phân loại khác nhau tùy thuộc vào tính chất vật lý hoặc hóa học. Trong các ứng dụng công nghiệp, hàm lượng sắt được sử dụng để phân loại kim loại phôi thành ba loại:
- Sắt (chứa sắt)
- Không chứa sắt (không chứa sắt)
- Hợp kim (chứa nhiều kim loại và các nguyên tố khác)
Tính chất của kim loại
Các tính chất độc đáo của kim loại phân biệt nó với các nguyên tố khác. Dưới đây là một số tính chất đáng chú ý của kim loại:
- Khả năng chịu nhiệt: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, cho phép chúng duy trì trạng thái rắn ở nhiệt độ cao.
- Độ dẫn điện: Kim loại được biết đến với khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt nhờ các electron tự do di chuyển khắp kim loại và mang theo dòng điện và dòng nhiệt.
- Tính dễ uốn và dễ kéo: Kim loại có tính dễ uốn và dễ kéo, cho phép chúng được đập, cán thành nhiều hình dạng khác nhau hoặc kéo thành dây mà không bị gãy.
- Độ bóng: Hầu hết các kim loại đều có vẻ ngoài sáng bóng hoặc giống kim loại, được gọi là độ bóng, phản chiếu ánh sáng.
- Mật độ: Kim loại là vật liệu rắn, đặc và nặng hơn phi kim loại.
- Dạng vật lý: Hầu hết các kim loại đều ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng, ngoại trừ thủy ngân ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ phòng.
- Tạo hợp kim: Kim loại có thể được trộn với các nguyên tố khác để tạo thành hợp kim, là vật liệu có các đặc tính được cải thiện (như tăng độ bền hoặc khả năng chống ăn mòn).
- Ion hóa: Kim loại dễ mất electron và tạo thành ion dương. Điều này là do các electron ngoài cùng trong nguyên tử kim loại không bị hạt nhân tích điện dương hấp dẫn mạnh và có thể dễ dàng bị loại bỏ.
Ví dụ về kim loại
Sau đây là ba ví dụ phổ biến nhất về kim loại công nghiệp và hợp kim của chúng:
Sắt
Sắt là kim loại phổ biến nhất trên trái đất theo thể tích, chiếm khoảng 5% vỏ trái đất . Tương tự như vậy, 90% tất cả các kim loại được sản xuất đều có thành phần là sắt , bao gồm cả thép. Sắt nguyên chất được sử dụng rộng rãi trong đồ nấu nướng, các thiết bị tạo nhiệt (như bếp lò) và máy móc hạng nặng. Điểm nóng chảy cao và độ cứng cao mang lại sự ổn định và an toàn trong môi trường nhiệt độ cao. Hai loại hợp kim sắt chính là sắt rèn và gang.
Thép
Thép là kim loại đen được sử dụng cho các dự án ở mọi quy mô, từ nhà chọc trời đến dụng cụ phẫu thuật. Chi phí sản xuất tương đối thấp, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt. Ba hợp kim thép chính là thép cacbon, thép hợp kim và thép không gỉ.
Đồng
Đồng là kim loại màu được sử dụng trong sản xuất công nghiệp trong hơn 6.000 năm. Đồng là chất dẫn điện và dẫn nhiệt cao ngoài khả năng chống ăn mòn. Đồng được sử dụng trong điện tử, đường ống và viễn thông trên toàn thế giới. Tính chất không ăn mòn của đồng giúp đồng bền lâu và ít cần bảo dưỡng. Hai loại hợp kim đồng chính là đồng thau và đồng.
Xem thêm:
Phi kim là gì?
Như tên gọi của nó, phi kim là những nguyên tố có đặc điểm là không có tính chất kim loại. Chúng thường giòn và dẫn nhiệt và dẫn điện kém. Phi kim là những nguyên tố tự nhiên được sử dụng ở dạng tinh khiết và ở dạng hợp chất khi kết hợp với các nguyên tố khác.
Có 20 phi kim trong bảng tuần hoàn, được phân loại thành ba nhóm nhỏ:
- Phi kim: Các nguyên tố thường được coi là phi kim. Chúng bao gồm các nguyên tố như lưu huỳnh, phốt pho, clo và cacbon.
- Halogen: Các nguyên tố có tính chất của cả kim loại và phi kim. Chúng bao gồm các nguyên tố như silic, bo và asen.
- Khí hiếm: Các nguyên tố có độ ổn định cao và không phản ứng như heli, neon và argon. Khí hiếm thường được coi là một nhóm riêng biệt với phi kim, mặc dù về mặt kỹ thuật chúng là phi kim.
Tính chất của phi kim
Dưới đây là một số tính chất đáng chú ý của phi kim:
- Khả năng chịu nhiệt: Phi kim loại có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp và cần tương đối ít nhiệt để chuyển từ thể rắn sang thể lỏng hoặc thể khí.
- Độ dẫn điện: Phi kim là chất dẫn điện và dẫn nhiệt kém.
- Độ cứng: Các vật liệu phi kim loại có xu hướng giòn và dễ vỡ khi chịu ứng suất.
- Độ bóng: Phi kim thường không phản chiếu, xỉn màu và không có bề mặt sáng bóng hoặc không có ánh kim.
- Mật độ: Phi kim thường có mật độ thấp hơn kim loại.
- Dạng vật lý: Phi kim tồn tại ở dạng rắn, lỏng hoặc khí ở nhiệt độ phòng.
- Ion hóa: Các phi kim có xu hướng nhận thêm electron và tạo ra các ion âm hoặc anion.
Ví dụ về phi kim
Sau đây là một số ví dụ phổ biến về phi kim và ứng dụng của chúng:
- Carbon: Carbon là thành phần thiết yếu của thép và các hợp kim khác và cũng được dùng để tạo ra nhiều loại polyme như nhựa, nhựa thông và cao su.
- Clo: Clo được sử dụng để làm sạch nước và tạo ra nhiều loại hóa chất như thuốc tẩy, nhựa và dược phẩm.
- Flo: Flo được sử dụng để tạo ra nhiều loại hóa chất như chất làm lạnh, dung môi và dược phẩm. Nó cũng được thêm vào nguồn cung cấp nước để giúp ngăn ngừa sâu răng.
- Hydro: Hydro là nguồn nhiên liệu ngoài việc tạo ra nhiều loại hóa chất như amoniac và methanol.
- Nitơ: Nitơ được sử dụng để tạo ra phân bón và nhiều loại hóa chất khác như thuốc nổ và thuốc nhuộm.
- Oxy: Oxy cần thiết cho sự sống và cũng được sử dụng trong nhiều quá trình công nghiệp như hàn và cắt kim loại.
- Phốt pho: Phốt pho là nguyên tố thiết yếu cho sự sống và được dùng để sản xuất nhiều loại hóa chất như chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu và chất chống cháy.
- Lưu huỳnh: Lưu huỳnh được sử dụng để tạo ra phân bón và axit sunfuric — một thành phần quan trọng trong nhiều quy trình công nghiệp.
Á kim là gì?
Á kim là chất trung gian giữa kim loại và phi kim, thể hiện phẩm chất của cả hai nhóm nguyên tố. Chúng dẫn nhiệt hoặc dẫn điện tốt hơn phi kim, nhưng không bằng kim loại. Á kim có vẻ ngoài là kim loại nhưng giòn và cực kỳ dễ vỡ mặc dù rắn ở nhiệt độ phòng.
Tính chất của á kim
Á kim có nhiều tính chất tương tự với kim loại và phi kim. Tính chất của chúng là sự kết hợp trung gian giữa hai loại này, được xác định bởi các đặc điểm vật lý và hóa học của từng á kim. Ví dụ, á kim có thể trông giống kim loại về mặt vật lý nhưng lại hoạt động giống phi kim về mặt hóa học. Á kim là những nguyên tố có giá trị thường được sử dụng để tạo ra các hợp kim và hợp chất hóa học phổ biến.
- Khả năng chịu nhiệt: Các á kim có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi trung bình và cần nhiều nhiệt hơn phi kim nhưng ít nhiệt hơn kim loại để chuyển từ thể rắn sang thể lỏng hoặc thể khí.
- Độ dẫn điện: Á kim là chất dẫn điện và dẫn nhiệt nhưng không dẫn điện tốt bằng kim loại.
- Độ cứng: Các á kim có xu hướng giòn và dễ vỡ như các phi kim.
- Độ bóng: Á kim thường có khả năng phản chiếu và sáng bóng như kim loại.
- Mật độ: Á kim thường ít đặc hơn kim loại nhưng đặc hơn phi kim.
- Dạng vật lý: Hầu hết các á kim đều rắn ở nhiệt độ phòng nhưng chuyển thành chất lỏng hoặc khí khi đun nóng.
- Ion hóa: Á kim có năng lượng ion hóa và giá trị độ âm điện trung gian.
Ví dụ về á kim
Dưới đây là bảy á kim thường được công nhận được sử dụng để tạo ra nhiều hợp kim và hợp chất hóa học khác nhau. Á kim được tìm thấy trong mọi thứ, từ thực phẩm và thực phẩm bổ sung đến kim loại công nghiệp và chất bán dẫn.
- Bo
- Silic
- Germani
- Asen
- Antimon
- Telua
- Poloni
Hiểu sự khác biệt giữa kim loại, phi kim và á kim
Kim loại là nhóm nguyên tố lớn nhất trong bảng tuần hoàn, thiết lập tiêu chuẩn để so sánh giữa ba nhóm. Tính chất phi kim và á kim dựa trên vị trí của chúng so với kim loại. Chúng ta hãy xem xét sự khác biệt giữa kim loại, phi kim và á kim dựa trên các tính chất vật lý sau:
Vẻ bề ngoài
Kim loại: Hầu hết các kim loại đều có ánh kim sáng bóng và bề mặt phản chiếu.
Phi kim: Phi kim thường xỉn màu hoặc không phản chiếu và không có ánh kim.
Á kim: Á kim có thể có hình dạng giống kim loại hoặc phi kim loại, tùy thuộc vào nguyên tố.
Tính dễ uốn
Kim loại: Hầu hết các kim loại đều dễ uốn và có thể đập hoặc cán thành nhiều hình dạng khác nhau mà không bị vỡ. Các nguyên tử trong kim loại được sắp xếp theo một mô hình lặp lại đều đặn cho phép chúng dễ dàng trượt qua nhau.
Phi kim: Phi kim thường không dễ uốn và sẽ vỡ khi bị đập hoặc lăn. Các nguyên tử trong phi kim không được sắp xếp theo một mô hình đều đặn và không dễ dàng trượt qua nhau.
Á kim: Một số á kim có tính dẻo, trong khi một số khác thì không. Ví dụ, silic là á kim không dẻo lắm, trong khi bo là á kim khá dẻo.
Độ dẻo
Kim loại: Kim loại có tính dẻo cao và có thể kéo thành dây mà không bị gãy.
Phi kim: Phi kim không dễ uốn và không thể kéo thành dây mà không bị đứt.
Á kim: Một số á kim có tính dẻo, trong khi một số khác thì không.
Cảm ơn bạn quan tâm bài viết: Sự khác biệt giữa kim loại, phi kim và á kim là gì?
Mọi thắc mắc về Tài liệu thép không gỉ hoặc nhận báo giá các mặt hàng thép không gỉ, vui lòng liên hệ:
- Hotline: 1800 6968
- Fanpage: Inox Đại Dương
Ban biên tập: Đại Dương