Formula kimia aluminium. Sifat kimia dan fizikal aluminium

Sifat kimia aluminium ditentukan oleh kedudukannya dalam jadual berkala unsur kimia.

Di bawah adalah tindak balas kimia utama aluminium dengan unsur kimia lain. Tindak balas ini menentukan sifat kimia asas aluminium.

Apakah tindak balas aluminium?

Bahan mudah:

• halogen (fluorin, klorin, bromin dan iodin)
• fosforus
• karbon
• oksigen (pembakaran)

Bahan kompleks:

• asid mineral (hidroklorik, fosforik)
• asid sulfurik
• Asid nitrik
• alkali
• agen pengoksidaan
• oksida logam kurang aktif (aluminothermy)

Apakah yang tidak bertindak balas dengan aluminium?

Aluminium tidak bertindak balas:

• dengan hidrogen
• dalam keadaan normal - dengan asid sulfurik pekat (disebabkan oleh pempasifan - pembentukan filem oksida padat)
• dalam keadaan normal - dengan asid nitrik pekat (juga disebabkan oleh kepasifan)

Aluminium dan udara

Lazimnya, permukaan aluminium sentiasa disalut dengan lapisan nipis aluminium oksida, yang melindunginya daripada pendedahan kepada udara, atau lebih tepat lagi, oksigen. Oleh itu, dipercayai bahawa aluminium tidak bertindak balas dengan udara. Jika lapisan oksida ini rosak atau dikeluarkan, permukaan aluminium segar bertindak balas dengan oksigen di udara. Aluminium boleh terbakar dalam oksigen dengan nyalaan putih yang membutakan untuk membentuk aluminium oksida Al2O3.

Tindak balas aluminium dengan oksigen:

• 4Al + 3O 2 -> 2Al 2 O 3

Aluminium dan air

Aluminium bertindak balas dengan air dalam tindak balas berikut:

• 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 (1)
• 2Al + 4H 2 O = 2AlO(OH) + 3H 2 (2)
• 2Al + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 3H 2 (3)

Hasil daripada tindak balas ini, yang berikut terbentuk, masing-masing:

• pengubahsuaian bayerit aluminium hidroksida dan hidrogen (1)
• pengubahsuaian aluminium hidroksida bohemit dan hidrogen (2)
• aluminium oksida dan hidrogen (3)

Reaksi ini, dengan cara ini, sangat menarik dalam pembangunan loji padat untuk menghasilkan hidrogen untuk kenderaan yang menggunakan hidrogen.

Semua tindak balas ini secara termodinamik mungkin pada suhu dari suhu bilik ke takat lebur aluminium 660 ºС. Kesemuanya juga eksotermik, iaitu, ia berlaku dengan pembebasan haba:

• Pada suhu dari suhu bilik hingga 280 ºС, hasil tindak balas yang paling stabil ialah Al(OH) 3.
• Pada suhu dari 280 hingga 480 ºС, hasil tindak balas yang paling stabil ialah AlO(OH).
• Pada suhu melebihi 480 ºС, hasil tindak balas yang paling stabil ialah Al 2 O 3.

Oleh itu, aluminium oksida Al 2 O 3 menjadi lebih stabil secara termodinamik daripada Al(OH) 3 pada suhu tinggi. Hasil tindak balas aluminium dengan air pada suhu bilik ialah aluminium hidroksida Al(OH) 3.

Tindak balas (1) menunjukkan bahawa aluminium harus bertindak balas secara spontan dengan air pada suhu bilik. Walau bagaimanapun, dalam amalan, sekeping aluminium yang direndam dalam air tidak bertindak balas dengan air pada suhu bilik atau bahkan dalam air mendidih. Faktanya ialah aluminium mempunyai lapisan koheren nipis aluminium oksida Al 2 O 3 pada permukaannya. Filem oksida ini melekat kuat pada permukaan aluminium dan menghalangnya daripada bertindak balas dengan air. Oleh itu, untuk memulakan dan mengekalkan tindak balas aluminium dengan air pada suhu bilik, adalah perlu untuk sentiasa mengeluarkan atau memusnahkan lapisan oksida ini.

Aluminium dan halogen

Aluminium bertindak balas dengan kuat dengan semua halogen - ini adalah:

• fluorin F
• klorin Cl
• bromin Br dan
• iodin (iodin) I,

dengan pendidikan masing-masing:

• fluorida AlF 3
• AlCl 3 klorida
• bromida Al 2 Br 6 dan
• Al 2 Br 6 iodida.

Tindak balas hidrogen dengan fluorin, klorin, bromin dan iodin:

• 2Al + 3F 2 → 2AlF 3
• 2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
• 2Al + 3Br 2 → Al 2 Br 6
• 2Al + 3l 2 → Al 2 I 6

Aluminium dan asid

Aluminium bertindak balas secara aktif dengan asid cair: sulfurik, hidroklorik dan nitrik, dengan pembentukan garam yang sepadan: aluminium sulfat Al 2 SO 4, aluminium klorida AlCl 3 dan aluminium nitrat Al (NO 3) 3.

Tindak balas aluminium dengan asid cair:

• 2Al + 3H 2 SO 4 -> Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2
• 2Al + 6HCl -> 2AlCl 3 + 3H 2
• 2Al + 6HNO 3 -> 2Al(NO 3) 3 + 3H 2

Ia tidak berinteraksi dengan asid sulfurik dan hidroklorik pekat pada suhu bilik; apabila dipanaskan, ia bertindak balas untuk membentuk garam, oksida dan air.

Aluminium dan alkali

Aluminium dalam larutan akueus alkali - natrium hidroksida - bertindak balas untuk membentuk natrium aluminat.

Tindak balas aluminium dengan natrium hidroksida mempunyai bentuk:

• 2Al + 2NaOH + 10H 2 O -> 2Na + 3H 2

Sumber:

1. Unsur Kimia. 118 elemen pertama, disusun mengikut abjad / ed. Ahli Wikipedia - 2018

2. Tindak balas Aluminium dengan Air untuk Menghasilkan Hidrogen /John Petrovic dan George Thomas, A.S. Jabatan Tenaga, 2008

Aluminium oksida(alumina) A1 2 O 3, tidak berwarna. kristal; m.p. 2044°C; t. bale 3530 °C. Satu-satunya kristal yang stabil sehingga 2044°C. pengubahsuaian aluminium oksida-A1 2 O 3 (korundum): kekisi rombohedral, a = 0.512 nm, = 55.25° (untuk pemasangan heksagon a = 0.475 nm, c = 1.299 nm, kumpulan ruang D 6 3d, z = 2); padat 3.99 g/cm 3 ;Н° pl 111.4 kJ/mol; tahap pergantungan suhu: kapasiti haba C° p = = 114.4 + 12.9*10 -3 T - 34.3*10 5 T 2 JDmol*K) (298T 1800 K), tekanan wap Igp (Pa) = -54800/7+1.68 (sehingga ~ 3500 K); pekali suhu pengembangan linear (7.2-8.6)*10 -6 K -1 (300T1200 K); kekonduksian terma sampel disinter pada 730°C 0.35 W/(mol*K); Mohs kekerasan 9; indeks biasan untuk sinar biasa ialah n 0 1.765, untuk sinar luar biasa n 0 1.759.

Aluminium oksida (Al2O3) mempunyai set sifat yang luar biasa, seperti:

• Kekerasan yang tinggi
• Kekonduksian haba yang baik
• Rintangan kakisan yang sangat baik
• Ketumpatan rendah
• Mengekalkan kekuatan pada julat suhu yang luas
• Sifat penebat elektrik
• Kos rendah berbanding bahan seramik lain

Semua gabungan ini menjadikan bahan tidak boleh diganti dalam pembuatan produk tahan kakisan, tahan haus, penebat elektrik dan tahan haba untuk pelbagai jenis industri.

Aplikasi Utama:

• Lapisan kilang, hidrosiklon, pembancuh konkrit, penyemperit, penghantar, paip dan peralatan boleh pakai lain
• Cincin meterai mekanikal
• Mati, wayar, panduan
• Galas gelongsor, aci dan lapisan bahagian basah pam kimia
• Media pengisaran
• Bahagian peralatan pembuatan kertas
• Pembakar
• Muncung penyemperit (teras)
• Pisau pijar
• Elemen injap dan injap tutup
• Muncung untuk mesin kimpalan argon-arka
• Penebat elektrik

Terdapat beberapa pengubahsuaian aluminium oksida bergantung kepada kandungan fasa utama dan kekotoran, yang dibezakan oleh kekuatan dan rintangan kimia.

Aluminium hidroksida

Aluminium hidroksida Al(OH) 3 ialah pepejal tidak berwarna, tidak larut dalam air, terdapat dalam banyak bauksit. Ia wujud dalam empat pengubahsuaian polimorfik. Dalam keadaan sejuk, α-Al(OH) 3 terbentuk - bayerit, dan apabila didepositkan daripada larutan panas γ-Al(OH) 3 - gibbsite (hydrargylite), kedua-duanya menghablur dalam sistem monoklinik, mempunyai struktur berlapis, lapisan terdiri daripada oktahedra, di antara lapisan terdapat ikatan hidrogen. Terdapat juga tapak triklinik gibbsite γ’-Al(OH) 3 , triklinik Nordstrandite β-Al(OH) 3 dan dua pengubahsuaian oksohidroksida AlOOH - boehmite ortorombik dan diaspora. Aluminium hidroksida amorfus mempunyai komposisi berubah-ubah Al 2 O 3 · nH 2 O. Ia terurai apabila dipanaskan melebihi 180°C.

Sifat kimia

Aluminium hidroksida ialah sebatian amfoterik biasa; hidroksida yang baru diperolehi larut dalam asid dan alkali:

2Al(OH) 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 6H 2 O

Al(OH) 3 + NaOH + 2H 2 O = Na.

Apabila dipanaskan, ia terurai; proses dehidrasi agak kompleks dan boleh digambarkan secara skematik seperti berikut:

Al(OH) 3 = AlOOH + H 2 O;

2AlOOH = Al 2 O 3 + H 2 O.

Aluminium hidroksida adalah bahan kimia yang merupakan sebatian aluminium oksida dengan air. Ia boleh wujud dalam keadaan cecair dan pepejal. Hidroksida cecair ialah bahan lutsinar seperti jeli yang sangat sukar larut dalam air. Hidroksida pepejal ialah bahan kristal putih yang mempunyai sifat kimia pasif dan tidak bertindak balas dengan hampir mana-mana unsur atau sebatian lain.

Aluminium klorida

Pada tekanan biasa ia menyublim pada 183 °C (di bawah tekanan ia cair pada 192.6 °C). Sangat larut dalam air (44.38 g dalam 100 g H 2 O pada 25 ° C); Disebabkan oleh hidrolisis, ia berasap dalam udara lembap, membebaskan HCl. AlCl 3 · 6H 2 O kristal hidrat mendakan daripada larutan akueus - hablur penyebaran putih kekuningan. Larut dengan baik dalam banyak sebatian organik (dalam etanol - 100 g setiap 100 g alkohol pada 25 ° C, dalam aseton, dikloroetana, etilena glikol, nitrobenzena, karbon tetraklorida dan lain-lain); bagaimanapun, ia boleh dikatakan tidak larut dalam benzena dan toluena.

Aluminium sulfat

Aluminium sulfat ialah garam putih dengan warna kelabu, biru atau merah jambu; dalam keadaan biasa ia wujud dalam bentuk hidrat kristal Al 2 (SO 4) 3 ·18H 2 O - hablur tidak berwarna. Apabila dipanaskan, ia kehilangan air tanpa mencairkan; apabila dipanaskan, ia terurai menjadi Al 2 O 3 dan SO 3 dan O 2. Ia larut dengan baik dalam air. Aluminium sulfat teknikal boleh diperolehi dengan merawat bauksit atau tanah liat dengan asid sulfurik, dan produk tulen boleh didapati dengan melarutkan Al(OH) 3 dalam H 2 SO 4 pekat panas.

Aluminium sulfat digunakan sebagai koagulan untuk penulenan air untuk tujuan domestik, minuman dan industri dan untuk digunakan dalam industri kertas, tekstil, kulit dan lain-lain.

Digunakan sebagai bahan tambahan makanan E-520

Aluminium karbida

Aluminium karbida dihasilkan melalui tindak balas langsung aluminium dengan karbon dalam relau arka.

Besi dengan aluminium

Alni- sekumpulan aloi magnet keras (sangat paksaan) besi (Fe) - nikel (Ni) - aluminium (Al).

Mengaloi aloi alni meningkatkan ciri magnetnya; mengaloi dengan kuprum digunakan (contohnya, aloi 24% nikel, 4% kuprum, 13% aluminium dan 59% besi), kobalt (aloi alnico dan magnico). Campuran karbon mengurangkan sifat magnet aloi; kandungannya tidak boleh melebihi 0.03%.

Aloi Alni dicirikan oleh kekerasan dan kerapuhan yang tinggi, jadi tuangan digunakan untuk membuat magnet kekal daripadanya.

Natrium aluminat

Natrium aluminat- sebatian tak organik, oksida kompleks natrium dan aluminium dengan formula NaAlO 2, bahan amorf putih, bertindak balas dengan air.

Asid orthoalunic

Alumina" awak, garam asid aluminium: orthoaluminum H3 AlO3, metaaaluminum HAlO2, dll. Secara semula jadi, yang paling biasa ialah Aluminat formula am R, di mana R ialah Mg, Ca, Be, Zn, dll. Antaranya ialah: 1) jenis oktahedral, yang dipanggil. spinel - Mg (spinel mulia), Zn (ganit atau spinel zink), dsb. dan 2) jenis rhombik - Be (chrysoberyl), dsb. (dalam formula galian atom-atom yang membentuk kumpulan struktur biasanya disertakan dalam kurungan segi empat sama).

Alumina logam alkali diperolehi dengan bertindak balas Al atau Al(OH)3 dengan alkali kaustik: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2 O. Daripada jumlah ini, natrium aluminat NaAlO2, terbentuk semasa proses alkali menghasilkan alumina , digunakan dalam pengeluaran tekstil sebagai mordan. Aluminat logam alkali tanah diperolehi dengan menggabungkan oksidanya dengan Al2 O3; Daripada jumlah ini, kalsium aluminat CaAl2 O4 berfungsi sebagai komponen utama simen alumin yang mengeras dengan cepat.

Aluminat unsur nadir bumi telah memperoleh kepentingan praktikal. Ia diperoleh dengan melarutkan bersama-sama oksida unsur nadir bumi R2 03 dan Al(NO3 )3 dalam asid nitrik, menyejat larutan yang terhasil sehingga garam menghablur dan mengkalsinkan yang terakhir pada 1000-1100°C. Pembentukan aluminat dikawal oleh pembelauan sinar-X serta analisis fasa kimia. Yang terakhir adalah berdasarkan keterlarutan yang berbeza bagi oksida awal dan sebatian yang terbentuk (A., sebagai contoh, adalah stabil dalam asid asetik, manakala oksida unsur nadir bumi larut dengan baik di dalamnya). Aluminat nadir bumi mempunyai rintangan kimia yang hebat, bergantung pada suhu pra-tembakannya; stabil dalam air pada suhu tinggi (sehingga 350°C) di bawah tekanan. Pelarut terbaik untuk aluminat nadir bumi ialah asid hidroklorik. Aluminat unsur nadir bumi dicirikan oleh refraktori tinggi dan warna ciri. Ketumpatannya berkisar antara 6500 hingga 7500 kg /m3.

Aluminium ialah logam amfoterik. Konfigurasi elektronik atom aluminium ialah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. Oleh itu, ia mempunyai tiga elektron valens pada lapisan elektron luarnya: 2 pada 3s dan 1 pada subperingkat 3p. Oleh kerana struktur ini, ia dicirikan oleh tindak balas akibatnya atom aluminium kehilangan tiga elektron dari paras luar dan memperoleh keadaan pengoksidaan +3. Aluminium adalah logam yang sangat reaktif dan mempamerkan sifat pengurangan yang sangat kuat.

Interaksi aluminium dengan bahan ringkas

dengan oksigen

Apabila aluminium benar-benar tulen bersentuhan dengan udara, atom aluminium yang terletak di lapisan permukaan serta-merta berinteraksi dengan oksigen di udara dan membentuk nipis, berpuluh-puluh lapisan atom tebal, filem oksida tahan lama komposisi Al 2 O 3, yang melindungi aluminium daripada pengoksidaan selanjutnya. Ia juga mustahil untuk mengoksidakan sampel aluminium yang besar walaupun pada suhu yang sangat tinggi. Walau bagaimanapun, serbuk aluminium halus mudah terbakar dalam api penunu:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

dengan halogen

Aluminium bertindak balas dengan sangat kuat dengan semua halogen. Oleh itu, tindak balas antara serbuk aluminium dan iodin bercampur telah berlaku pada suhu bilik selepas menambah setitik air sebagai mangkin. Persamaan untuk interaksi iodin dengan aluminium:

2Al + 3I 2 =2AlI 3

Aluminium juga bertindak balas dengan bromin, yang merupakan cecair coklat gelap, tanpa pemanasan. Hanya tambah sampel aluminium kepada bromin cecair: tindak balas ganas serta-merta bermula, membebaskan sejumlah besar haba dan cahaya:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

Tindak balas antara aluminium dan klorin berlaku apabila kerajang aluminium yang dipanaskan atau serbuk aluminium halus ditambah ke dalam kelalang yang diisi dengan klorin. Aluminium terbakar dengan berkesan dalam klorin mengikut persamaan:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

dengan sulfur

Apabila dipanaskan hingga 150-200 o C atau selepas menyalakan campuran serbuk aluminium dan sulfur, tindak balas eksotermik yang sengit bermula di antara mereka dengan pembebasan cahaya:

— sulfida aluminium

dengan nitrogen

Apabila aluminium bertindak balas dengan nitrogen pada suhu kira-kira 800 o C, aluminium nitrida terbentuk:

dengan karbon

Pada suhu kira-kira 2000 o C, aluminium bertindak balas dengan karbon dan membentuk aluminium karbida (methanide), mengandungi karbon dalam keadaan pengoksidaan -4, seperti dalam metana.

Interaksi aluminium dengan bahan kompleks

dengan air

Seperti yang dinyatakan di atas, filem oksida Al 2 O 3 yang stabil dan tahan lama menghalang aluminium daripada teroksida dalam udara. Filem oksida pelindung yang sama menjadikan aluminium lengai terhadap air. Apabila mengeluarkan filem oksida pelindung dari permukaan dengan kaedah seperti rawatan dengan larutan akueus alkali, ammonium klorida atau garam merkuri (penggabungan), aluminium mula bertindak balas dengan kuat dengan air untuk membentuk aluminium hidroksida dan gas hidrogen:

dengan oksida logam

Selepas mencucuh campuran aluminium dengan oksida logam kurang aktif (di sebelah kanan aluminium dalam siri aktiviti), tindak balas yang sangat ganas dan sangat eksotermik bermula. Oleh itu, dalam kes interaksi aluminium dengan besi (III) oksida, suhu 2500-3000 o C berkembang. Hasil daripada tindak balas ini, besi cair ketulenan tinggi terbentuk:

2AI + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3

Kaedah untuk mendapatkan logam daripada oksidanya melalui pengurangan dengan aluminium dipanggil aluminothermy atau aluminothermy.

dengan asid bukan pengoksida

Interaksi aluminium dengan asid bukan pengoksida, i.e. dengan hampir semua asid, kecuali asid sulfurik dan nitrik pekat, membawa kepada pembentukan garam aluminium asid dan gas hidrogen yang sepadan:

a) 2Al + 3H 2 SO 4 (dicairkan) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

2Al 0 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 0 ;

b) 2AI + 6HCl = 2AICl3 + 3H2

dengan asid pengoksidaan

-asid sulfurik pekat

Interaksi aluminium dengan asid sulfurik pekat dalam keadaan normal dan pada suhu rendah tidak berlaku disebabkan oleh kesan yang dipanggil pempasifan. Apabila dipanaskan, tindak balas adalah mungkin dan membawa kepada pembentukan aluminium sulfat, air dan hidrogen sulfida, yang terbentuk sebagai hasil daripada pengurangan sulfur, yang merupakan sebahagian daripada asid sulfurik:

Pengurangan sulfur yang begitu mendalam daripada keadaan pengoksidaan +6 (dalam H 2 SO 4) kepada keadaan pengoksidaan -2 (dalam H 2 S) berlaku disebabkan oleh keupayaan pengurangan aluminium yang sangat tinggi.

- asid nitrik pekat

Dalam keadaan biasa, asid nitrik pekat juga memasifkan aluminium, yang memungkinkan untuk menyimpannya dalam bekas aluminium. Sama seperti dalam kes asid sulfurik pekat, interaksi aluminium dengan asid nitrik pekat menjadi mungkin dengan pemanasan yang kuat, dan tindak balas kebanyakannya berlaku:

- asid nitrik cair

Interaksi aluminium dengan asid nitrik cair berbanding dengan asid nitrik pekat membawa kepada produk pengurangan nitrogen yang lebih mendalam. Daripada NO, bergantung kepada tahap pencairan, N 2 O dan NH 4 NO 3 boleh dibentuk:

8Al + 30HNO 3(dil.) = 8Al(NO 3) 3 +3N 2 O + 15H 2 O

8Al + 30HNO 3(cairan tulen) = 8Al(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

dengan alkali

Aluminium bertindak balas kedua-duanya dengan larutan akueus alkali:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

dan dengan alkali tulen semasa pelakuran:

Dalam kedua-dua kes, tindak balas bermula dengan pembubaran filem pelindung aluminium oksida:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O

Dalam kes larutan akueus, aluminium, yang dibersihkan daripada filem oksida pelindung, mula bertindak balas dengan air mengikut persamaan:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

Aluminium hidroksida yang terhasil, sebagai amfoterik, bertindak balas dengan larutan akueus natrium hidroksida untuk membentuk natrium tetrahidroksoaluminat larut:

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Logam adalah salah satu bahan yang paling mudah untuk diproses. Mereka juga mempunyai pemimpin mereka sendiri. Sebagai contoh, sifat asas aluminium telah diketahui oleh orang ramai untuk masa yang lama. Mereka sangat sesuai untuk kegunaan harian sehingga logam ini telah menjadi sangat popular. Apakah kedua-dua bahan mudah dan atom, kami akan mempertimbangkan dalam artikel ini.

Sejarah penemuan aluminium

Untuk masa yang lama, manusia telah mengetahui sebatian logam yang dipersoalkan - ia digunakan sebagai cara yang boleh membengkak dan mengikat bersama komponen campuran; ini juga diperlukan dalam pembuatan produk kulit. Kewujudan aluminium oksida dalam bentuk tulennya diketahui pada abad ke-18, pada separuh kedua. Namun, ia tidak diterima.

Ahli sains H. K. Ørsted adalah orang pertama yang mengasingkan logam daripada kloridanya. Dialah yang merawat garam dengan amalgam kalium dan serbuk kelabu yang diasingkan daripada campuran, iaitu aluminium dalam bentuk tulennya.

Kemudian menjadi jelas bahawa sifat kimia aluminium ditunjukkan dalam aktivitinya yang tinggi dan keupayaan pengurangan yang kuat. Oleh itu, tidak ada orang lain yang bekerja dengannya untuk masa yang lama.

Walau bagaimanapun, pada tahun 1854, orang Perancis Deville dapat memperoleh jongkong logam melalui elektrolisis leburan. Kaedah ini masih relevan sehingga kini. Terutama pengeluaran besar-besaran bahan berharga bermula pada abad ke-20, apabila masalah menjana sejumlah besar tenaga elektrik dalam perusahaan telah diselesaikan.

Hari ini, logam ini adalah salah satu yang paling popular dan digunakan dalam pembinaan dan industri rumah tangga.

Ciri umum atom aluminium

Jika kita mencirikan unsur yang dipersoalkan dengan kedudukannya dalam jadual berkala, maka beberapa mata boleh dibezakan.

1. Nombor siri - 13.
2. Terletak dalam tempoh kecil ketiga, kumpulan ketiga, subkumpulan utama.
3. Jisim atom - 26.98.
4. Bilangan elektron valens ialah 3.
5. Konfigurasi lapisan luar dinyatakan dengan formula 3s 2 3p 1.
6. Nama unsur ialah aluminium.
7. tegas dinyatakan.
8. Ia tidak mempunyai isotop secara semula jadi; ia hanya wujud dalam satu bentuk, dengan nombor jisim 27.
9. Simbol kimia ialah AL, dibaca sebagai "aluminium" dalam formula.
10. Keadaan pengoksidaan ialah satu, sama dengan +3.

Sifat kimia aluminium disahkan sepenuhnya oleh struktur elektronik atomnya, kerana mempunyai jejari atom yang besar dan pertalian elektron yang rendah, ia mampu bertindak sebagai agen penurunan yang kuat, seperti semua logam aktif.

Aluminium sebagai bahan ringkas: sifat fizikal

Jika kita bercakap tentang aluminium sebagai bahan mudah, maka ia adalah logam berkilat keperakan-putih. Di udara ia cepat teroksida dan ditutup dengan filem oksida padat. Perkara yang sama berlaku apabila terdedah kepada asid pekat.

Kehadiran ciri sedemikian menjadikan produk yang diperbuat daripada logam ini tahan terhadap kakisan, yang, secara semula jadi, sangat mudah untuk orang ramai. Itulah sebabnya aluminium digunakan secara meluas dalam pembinaan. Mereka juga menarik kerana logam ini sangat ringan, namun tahan lama dan lembut. Gabungan ciri sedemikian tidak tersedia untuk setiap bahan.

Terdapat beberapa sifat fizikal asas yang menjadi ciri aluminium.

1. Tahap kebolehtempaan dan kemuluran yang tinggi. Kerajang yang ringan, kuat dan sangat nipis diperbuat daripada logam ini, dan ia juga digulung menjadi dawai.
2. Takat lebur - 660 0 C.
3. Takat didih - 2450 0 C.
4. Ketumpatan - 2.7 g/cm3.
5. Kekisi kristal adalah berpusat muka isipadu, logam.
6. Jenis sambungan - logam.

Sifat fizikal dan kimia aluminium menentukan kawasan penggunaan dan penggunaannya. Jika kita bercakap tentang aspek harian, maka ciri-ciri yang telah kita bincangkan di atas memainkan peranan yang besar. Sebagai logam ringan, tahan lama dan anti-karat, aluminium digunakan dalam pesawat dan pembinaan kapal. Oleh itu, sifat-sifat ini sangat penting untuk diketahui.

Sifat kimia aluminium

Dari sudut kimia, logam yang dimaksudkan adalah agen penurunan yang kuat yang mampu mempamerkan aktiviti kimia yang tinggi sambil menjadi bahan tulen. Perkara utama ialah mengeluarkan filem oksida. Dalam kes ini, aktiviti meningkat secara mendadak.

Sifat kimia aluminium sebagai bahan ringkas ditentukan oleh keupayaannya untuk bertindak balas dengan:

• asid;
• alkali;
• halogen;
• sulfur.

Ia tidak berinteraksi dengan air dalam keadaan biasa. Dalam kes ini, halogen, tanpa pemanasan, ia bertindak balas hanya dengan iodin. Tindak balas lain memerlukan suhu.

Contoh boleh diberikan untuk menggambarkan sifat kimia aluminium. Persamaan tindak balas interaksi dengan:

• asid- AL + HCL = AlCL 3 + H 2;
• alkali- 2Al + 6H 2 O + 2NaOH = Na + 3H 2;
• halogen- AL + Hal = ALHal 3 ;
• kelabu- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

Secara amnya, sifat paling penting bagi bahan berkenaan ialah keupayaannya yang tinggi untuk memulihkan unsur lain daripada sebatiannya.

Kapasiti penjanaan semula

Sifat pengurangan aluminium jelas kelihatan dalam tindak balas interaksi dengan oksida logam lain. Ia dengan mudah mengekstraknya daripada komposisi bahan dan membolehkan mereka wujud dalam bentuk yang mudah. Contohnya: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Dalam metalurgi, terdapat kaedah keseluruhan untuk menghasilkan bahan berdasarkan tindak balas yang serupa. Ia dipanggil aluminothermy. Oleh itu, dalam industri kimia unsur ini digunakan khusus untuk pengeluaran logam lain.

Taburan dalam alam semula jadi

Dari segi kelaziman antara unsur logam lain, aluminium menduduki tempat pertama. Ia terkandung dalam kerak bumi 8.8%. Jika kita membandingkannya dengan bukan logam, maka tempatnya akan menjadi ketiga, selepas oksigen dan silikon.

Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, ia tidak dijumpai dalam bentuk tulen, tetapi hanya sebagai sebahagian daripada pelbagai sebatian. Sebagai contoh, terdapat banyak bijih, mineral dan batu yang diketahui yang mengandungi aluminium. Walau bagaimanapun, ia hanya diekstrak daripada bauksit, yang kandungannya tidak begitu tinggi.

Bahan yang paling biasa mengandungi logam yang dimaksudkan:

• feldspars;
• bauksit;
• granit;
• silika;
• aluminosilikat;
• basalt dan lain-lain.

Dalam kuantiti yang kecil, aluminium semestinya ditemui dalam sel-sel organisma hidup. Sesetengah spesies lumut kelab dan penghuni laut mampu mengumpul unsur ini di dalam badan mereka sepanjang hayat mereka.

resit

Sifat fizikal dan kimia aluminium memungkinkan untuk mendapatkannya hanya dalam satu cara: dengan elektrolisis leburan oksida yang sepadan. Walau bagaimanapun, proses ini adalah kompleks dari segi teknologi. Takat lebur AL 2 O 3 melebihi 2000 0 C. Kerana ini, ia tidak boleh tertakluk kepada elektrolisis secara langsung. Oleh itu, teruskan seperti berikut.

Hasil produk ialah 99.7%. Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk mendapatkan logam yang lebih tulen, yang digunakan untuk tujuan teknikal.

Permohonan

Sifat mekanikal aluminium tidak begitu baik sehingga boleh digunakan dalam bentuk tulennya. Oleh itu, aloi berdasarkan bahan ini paling kerap digunakan. Terdapat banyak daripada ini, anda boleh menamakan yang paling asas.

1. Duralumin.
2. Aluminium-mangan.
3. Aluminium-magnesium.
4. Aluminium-tembaga.
5. Silumin.
6. Avial.

Perbezaan utama mereka adalah, secara semula jadi, aditif pihak ketiga. Kesemuanya berasaskan aluminium. Logam lain menjadikan bahan lebih tahan lama, tahan kakisan, tahan haus dan mudah diproses.

Terdapat beberapa bidang utama penggunaan aluminium, baik dalam bentuk tulen dan dalam bentuk sebatian (aloi).

Bersama dengan besi dan aloinya, aluminium adalah logam yang paling penting. Kedua-dua wakil jadual berkala inilah yang menemui aplikasi perindustrian yang paling luas di tangan manusia.

Sifat aluminium hidroksida

Hidroksida adalah sebatian yang paling biasa yang membentuk aluminium. Sifat kimianya adalah sama dengan logam itu sendiri - ia adalah amfoterik. Ini bermakna ia mampu mempamerkan sifat dwi, ​​bertindak balas dengan kedua-dua asid dan alkali.

Aluminium hidroksida itu sendiri adalah mendakan gelatin putih. Ia mudah diperolehi dengan bertindak balas garam aluminium dengan alkali atau dengan bertindak balas dengan asid, hidroksida ini memberikan garam dan air biasa yang sepadan. Jika tindak balas berlaku dengan alkali, maka kompleks hidrokso aluminium terbentuk, di mana nombor koordinasinya ialah 4. Contoh: Na - natrium tetrahydroxoaluminate.

Aluminium dan sebatiannya

Subkumpulan utama kumpulan III jadual berkala terdiri daripada boron (B), aluminium (Al), galium (Ga), indium (In) dan talium (Tl).

Seperti yang dapat dilihat daripada data di atas, semua elemen ini ditemui pada abad ke-19.

Boron ialah bukan logam. Aluminium ialah logam peralihan, manakala galium, indium dan talium adalah logam penuh. Oleh itu, dengan peningkatan jejari atom unsur setiap kumpulan jadual berkala, sifat logam bahan mudah meningkat.

Kedudukan aluminium dalam meja D. I. Mendeleev. Struktur atom, keadaan pengoksidaan

Unsur aluminium terletak dalam kumpulan III, subkumpulan utama "A", tempoh 3 sistem berkala, nombor siri No. 13, jisim atom relatif Ar(Al) = 27. Jirannya di sebelah kiri dalam jadual ialah magnesium - logam biasa, dan di sebelah kanan - silikon - sudah bukan logam. Akibatnya, aluminium mesti mempamerkan sifat-sifat beberapa sifat perantaraan dan sebatiannya adalah amfoterik.

Al +13) 2) 8) 3, p – unsur,

Aluminium mempamerkan keadaan pengoksidaan +3 dalam sebatian:

Al 0 – 3 e - → Al +3

Ciri-ciri fizikal

Aluminium dalam bentuk bebasnya adalah logam putih keperakan dengan kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi. Takat lebur ialah 650 o C. Aluminium mempunyai ketumpatan rendah (2.7 g/cm 3) - kira-kira tiga kali kurang daripada besi atau tembaga, dan pada masa yang sama ia adalah logam tahan lama.

Berada di alam semula jadi

Dari segi kelaziman dalam alam semula jadi, ia berpangkat Pertama di kalangan logam dan ke-3 di kalangan unsur, kedua selepas oksigen dan silikon. Peratusan kandungan aluminium dalam kerak bumi, menurut pelbagai penyelidik, berkisar antara 7.45 hingga 8.14% daripada jisim kerak bumi.

Secara semula jadi, aluminium hanya terdapat dalam sebatian(mineral).

Sebahagian daripada mereka:

· Bauksit - Al 2 O 3 H 2 O (dengan kekotoran SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

· Nephelines - KNa 3 4

Alunit - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· Alumina (campuran kaolin dengan pasir SiO 2, batu kapur CaCO 3, magnesit MgCO 3)

Korundum - Al 2 O 3 (delima, nilam)

· Feldspar (ortoklas) - K 2 O×Al 2 O 3 ×6SiO 2

Kaolinit - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

Alunit - (Na,K) 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 ×4Al(OH) 3

· Beryl - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

Sifat kimia aluminium dan sebatiannya

Aluminium bertindak balas dengan mudah dengan oksigen dalam keadaan biasa dan disalut dengan filem oksida (yang memberikan rupa matte).

Ketebalannya ialah 0.00001 mm, tetapi terima kasih kepadanya, aluminium tidak menghakis. Untuk mengkaji sifat kimia aluminium, filem oksida dikeluarkan. (Menggunakan kertas pasir, atau secara kimia: mula-mula mencelupkannya ke dalam larutan alkali untuk mengeluarkan filem oksida, dan kemudian ke dalam larutan garam merkuri untuk membentuk aloi aluminium dengan merkuri - amalgam).