Giáo án Hóa học 12 Cánh diều bài 13: Cấu tạo và tính chất vật lí của kim loại

Thép

Đồng

Vàng

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức cho HS quan sát bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học:

- GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức đã biết, trả lời câu hỏi: Nhận xét về số electron lớp ngoài cùng và bán kính của nguyên tử kim loại.

- GV cung cấp thông tin cho HS về trạng thái tồn tại của các đơn chất kim loại ở nhiệt độ phòng, vị trí của các ion dương kim loại trong mạng tinh thể.

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 13.2.

- GV yêu cầu HS dựa vào thông tin trong hình, hoàn thành câu hỏi Luyện tập 1: Trong mạng tinh thể kim loại, các electron hóa trị tự do chuyển động theo một hướng hay theo nhiều hướng?

- GV hướng dẫn HS nghiên cứu thông tin mục I.3.

- GV yêu cầu HS dựa vào thông tin vừa tìm hiểu, liên hệ với kiến thức đã học, thảo luận nhóm 4 và hoàn thành câu hỏi: Liên kết kim loại là gì?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS quan sát hình, vận dụng kiến thức đã học kết hợp đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi. 

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

* Trả lời câu hỏi Luyện tập 1: Trong mạng tinh thể kim loại, các electron hoá trị tự do chuyển động theo nhiều hướng.

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về đặc điểm cấu tạo và liên kết kim loại.

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. Đặc điểm cấu tạo và liên kết kim loại

1. Đặc điểm cấu tạo của nguyên tử kim loại

- Thường có ít electron ở lớp ngoài cùng.

- Bán kính của 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, các kim loại ở thể rắn, có cấu tạo tinh thể (trừ thủy ngân ở thể lỏng).

- Trong tinh thể kim loại, do chịu lực hút yếu của hạt nhân nguyên tử nên các electron hóa trị dễ tách ra khỏi nguyên tử, tạo thành các electron hóa trị tự do và cation kim loại. Vì vậy, tinh thể kim loại chứa các cation kim loại sắp xếp theo trật tự nhất định cùng với các electron hóa trị chuyển động tự do.

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 các electron hóa trị tự do trong mạng tinh thể kim loại. 

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 5 nhóm, yêu cầu các nhóm nghiên cứu thông tin trong SGK, hoàn thành yêu cầu:

+ Nhóm 1: Tìm hiểu về tính dẻo của kim loại (tính dẻo là gì, nguyên nhân gây ra tính dẻo của kim loại, vai trò của tính dẻo,…).

+ Nhóm 2: Tìm hiểu về tính dẫn điện của kim loại (nguyên nhân khiến kim loại dẫn điện, các kim loại dẫn điện tốt và ứng dụng của chúng,…).

+ Nhóm 3: Tìm hiểu về tính dẫn nhiệt của kim loại (nguyên nhân gây ra tính dẫn nhiệt, ứng dụng,…).

+ Nhóm 4: Tìm hiểu về tính ánh kim của kim loại (nguyên nhân kim loại có ánh kim, ứng dụng,…).

+ Nhóm 5: Tìm hiểu về khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng của kim loại (ứng dụng;…).

- GV tổ chức cho các nhóm lần lượt trình bày kết quả thảo luận của nhóm mình.

- GV yêu cầu HS dựa vào thông tin nhóm mình tìm hiểu và các thông tin nhóm bạn cung cấp, hoàn thành phiếu bài tập sau:

……………………..

II. Tính chất vật lí và một số ứng dụng của kim loại

1. Tính chất vật lí chung và ứng dụng

a) Tính dẻo

- Kim loại có tính dẻo: dễ rèn, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi.

- Một số kim loại có tính dẻo cao: Au, Ag, Al, Cu, Sn, Fe,…

- Nguyên nhân gây ra tính dẻo: cation trong tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau mà không tách rời nhờ lực hút tĩnh điện giữa chúng với các electron hóa trị tự do.

- Ứng dụng: làm đồ trang sức, vật liệu nha khoa, đúc tượng, sản xuất đồ gia dụng, đồ trang trí,….

b) Tính dẫn điện

- Nguyên nhân: Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, dưới tác động của điện trường, các electron tự do đang chuyển động hỗn loạn trong tinh thể kim loại sẽ chuyển động thành dòng, có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện.

- Một số kim loại dẫn điện tốt: Ag, Cu, Au, Al, Fe,…

- Cu thường được dùng làm lõi dây dẫn điện, Al dùng làm dây dẫn điện cao thế.

c) Tính dẫn nhiệt

- Nguyên nhân: Khi đốt nóng một đầu dây kim loại, các electron hóa trị tự do ở vùng nhiệt độ cao có động năng lớn hơn di chuyển đến vùng có nhiệt độ thấp hơn trong tinh thể kim loại và truyền năng lượng cho các cation kim loại ở đây.

- Kim loại dẫn điện tốt thường dẫn nhiệt tốt.

- Ứng dụng: làm vật liệu truyền nhiệt và tản nhiệt.

d) Ánh kim

- Nguyên nhân: electron hóa trị tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được.

- Ứng dụng: làm đồ trang sức, vật trang trí, làm gương soi,….

2. Tính chất vật lí riêng và một số ứng dụng

- Khối lượng riêng

+ Kim loại nhẹ: D < 5 g/cm³; magnesium, aluminium dùng chế tạo hợp kim nhẹ.

+ Kim loại nặng: D  5 g/cm³; sắt, tungsten tạo hợp kim nặng.

- Nhiệt độ nóng chảy

+ Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao: Tungsten (vonfram, W), làm dây tóc bóng đèn trong bóng đèn sợi đốt.

+ Kim loại ở trạng thái lỏng (điều kiện thường): Thủy ngân.

+ Chì, cadmium, thiếc trắng làm dây chảy trong cầu chì.

- Tính cứng

+ Kim loại cứng nhất: Chromium, được mạ bên ngoài các sản phẩm để bảo vệ sản phẩm và hạn chế sự mài mòn.

- Nhôm nhờ độ cứng vừa phải và dẻo nên được dùng làm khung cửa, lon hoặc hộp,….