Liên kết kim loại và hợp kim – biển electron, dẫn điện, dát mỏng, tam giác liên kết

Chủ đề Đại cương về kim loại (Hoá học 12) yêu cầu nêu được liên kết kim loại, giải thích các tính chất vật lí chung của kim loại (dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo, ánh kim) và hiểu vì sao hợp kim có tính chất khác kim loại nguyên chất. Mô phỏng vẽ một lớp ion dương của lithium, sodium, potassium, magnesium hoặc aluminium nằm trong biển electron tự do, đúng tỉ lệ bán kính ion và bán kính kim loại; dây dẫn dài 1 m, tiết diện 1 mm² dùng điện trở suất tra cứu. Màn hợp kim vẽ thép carbon, thép không gỉ, đồng thau, đồng thiếc, vàng 9K–24K, thiếc hàn và duralumin, còn màn thứ ba là tam giác liên kết van Arkel–Ketelaar. Ở màn liên kết kim loại, học sinh kéo hiệu điện thế U để thấy electron trôi về cực dương, đọc điện trở, cường độ dòng điện và tốc độ trôi rất nhỏ của electron; bấm Gõ búa để các lớp ion trượt mà kim loại không vỡ; tăng nhiệt độ để thấy ion dao động mạnh dần rồi mất trật tự khi nóng chảy, và so sánh nhiệt độ nóng chảy với tỉ số điện tích/bán kính ion trên biểu đồ cột. Ở màn hợp kim, thanh trượt đổi thành phần: nguyên tử lạ thay vào nút mạng hoặc chen vào khe, làm méo các lớp; bảng cho thấy kiểu hợp kim, phần trăm khối lượng và số nguyên tử, độ cứng Vickers, khối lượng riêng và ứng dụng. Ở màn tam giác liên kết, chọn hai nguyên tố hoặc chạm vào tam giác để đọc hiệu và trung bình độ âm điện, phần trăm tính ion và kiểu liên kết dự đoán. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao khi gõ búa, kim loại bị dát mỏng còn tinh thể muối ăn lại vỡ vụn? – Vì sao nhiệt độ nóng chảy tăng từ sodium đến magnesium và aluminium, nhưng giảm từ lithium đến potassium? – Vì sao thêm một lượng nhỏ carbon vào sắt lại làm thép cứng hơn nhiều nhưng cũng giòn hơn?