1. Kiến thức trọng tâm
Hầu hết các kim loại ở trạng thái rắn tồn tại dưới dạng tinh thể. Trong tinh thể kim loại, các nguyên tử (hoặc ion dương) kim loại được sắp xếp trật tự theo một mạng tinh thể xác định. Các kiểu mạng phổ biến là lập phương tâm khối, lập phương tâm diện và lục phương xếp chặt. Kiểu mạng ảnh hưởng đến nhiều tính chất của kim loại, chẳng hạn như độ cứng và khối lượng riêng.
Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại và các electron tự do chuyển động trong toàn bộ tinh thể. Mô hình "khí electron" mô tả các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do giữa các ion dương, tạo nên một "biển electron" chung. Chính các electron tự do này quyết định tính dẫn điện, dẫn nhiệt và ánh kim của kim loại.
Trong tinh thể kim loại, các ion dương dao động quanh vị trí cân bằng, còn các electron tự do di chuyển dễ dàng khi có điện trường. Mật độ electron tự do càng lớn, kim loại dẫn điện càng tốt. Liên kết kim loại không có tính định hướng nên các lớp ion dương có thể trượt lên nhau, tạo ra tính dẻo của kim loại. Ví dụ, đồng có cấu trúc lập phương tâm diện nên rất dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ. Giải thích vì sao kim loại dẫn điện tốt còn tinh thể ion như muối ăn thì không dẫn điện ở trạng thái rắn.
Lời giải. Trong tinh thể kim loại, các electron tự do chuyển động trong toàn bộ tinh thể. Khi nối với nguồn điện, các electron này di chuyển có hướng, tạo thành dòng điện. Trong tinh thể ion rắn, các ion bị giữ cố định tại các nút mạng, không di chuyển tự do nên không dẫn điện. Chỉ khi nóng chảy hoặc tan trong nước, các ion mới di chuyển tự do và dung dịch dẫn điện.
3. Ghi nhớ
- Tinh thể kim loại gồm các ion dương kim loại và electron tự do.
- Liên kết kim loại: lực hút giữa ion dương và electron tự do.
- Electron tự do quyết định tính dẫn điện, dẫn nhiệt, ánh kim và tính dẻo.