Metaller är ett av de mest bekväma materialen att bearbeta. De har också sina egna ledare. Till exempel har de grundläggande egenskaperna hos aluminium varit kända för människor under lång tid. De är så pass lämpliga att använda i vardagen att denna metall har blivit mycket populär. Vilka egenskaper har aluminium som en enkel substans och som en atom kommer vi att överväga i den här artikeln.
Historien om upptäckten av aluminium
Människan har länge känt till föreningen av metallen i fråga - kaliumalun. Det användes som ett medel som kunde svälla och binda samman komponenterna i blandningen; detta var också nödvändigt vid dressing av läderprodukter. Förekomsten av ren aluminiumoxid blev känd på 1700-talet, under dess andra hälft. Men inget rent ämne erhölls.
Lyckades isolera metallen från dess klorid för första gången vetenskapsmannen H. K. Oersted. Det var han som behandlade s alt med kaliumamalgam och isolerade ett grått pulver från blandningen, som var aluminium i sin rena form.
Då blev det klart att de kemiska egenskaperna hos aluminium manifesteras i dess höga aktivitet, starka reducerande förmåga. Därför arbetade ingen annan med honom på länge.
Men 1854 kunde fransmannen Deville erhålla metallgöt genom smältelektrolys. Denna metod är fortfarande relevant idag. Särskilt massproduktion av värdefullt material började på 1900-talet, när problemen med att få tag i en stor mängd el hos företag löstes.
Idag är denna metall en av de mest populära och används inom bygg- och hushållsindustrin.
Allmänna egenskaper hos aluminiumatomen
Om vi karakteriserar elementet i fråga genom dess position i det periodiska systemet, kan vi peka ut flera punkter.
- Ordinalnummer - 13.
- Ligger i den tredje mindre perioden, den tredje gruppen, huvudundergruppen.
- Atommassa - 26, 98.
- Antal valenselektroner - 3.
- Det yttre lagrets konfiguration uttrycks som 3s23p1.
- Elementnamnet är aluminium.
- Metalegenskaper är starka.
- Har inga isotoper i naturen, finns bara i en form, med ett masstal på 27.
- Den kemiska symbolen är AL, läs som "aluminium" i formler.
- Oxidationstillståndet är ett, lika med +3.
De kemiska egenskaperna hos aluminium bekräftas fullt ut av den elektroniska strukturen hos dess atom, eftersom den har en stor atomradie och låg elektronaffinitet och kan fungera som ett starkt reduktionsmedel, precis som alla aktiva metaller.
Aluminium som ett enkelt ämne: fysikaliska egenskaper
Om vi pratar om aluminium, vad sägs omenkel substans, det är en silvervit glänsande metall. I luften oxiderar den snabbt och blir täckt av en tät oxidfilm. Samma sak händer med verkan av koncentrerade syror.
Närvaron av en sådan funktion gör produkter tillverkade av denna metall resistenta mot korrosion, vilket naturligtvis är mycket bekvämt för människor. Därför är det aluminium som får en så bred tillämpning i konstruktion. Ämnets egenskaper är också intressanta genom att denna metall är mycket lätt, samtidigt som den är stark och mjuk. Kombinationen av sådana egenskaper är inte tillgänglig för alla substanser.
Det finns flera grundläggande fysikaliska egenskaper som är karakteristiska för aluminium.
- Hög grad av formbarhet och duktilitet. Lätt, stark och mycket tunn folie är gjord av denna metall, den är också rullad till en tråd.
- Smältpunkt - 660 0C.
- Kokpunkt - 2450 0C.
- Densitet - 2,7 g/cm3.
- Kristallgittervolym ansiktscentrerad, metallisk.
- Anslutningstyp - metall.
Aluminiums fysikaliska och kemiska egenskaper bestämmer användningsområdena och användningsområdena. Om vi pratar om vardagliga aspekter, spelar de egenskaper som vi redan har övervägt ovan en stor roll. Som en lätt, hållbar och rostskyddande metall används aluminium i flygplan och skeppsbyggnad. Därför är dessa egenskaper mycket viktiga att känna till.
Kemiska egenskaper hos aluminium
Från synvinkelkemi är metallen i fråga ett starkt reduktionsmedel som kan uppvisa hög kemisk aktivitet, eftersom det är ett rent ämne. Det viktigaste är att eliminera oxidfilmen. I det här fallet ökar aktiviteten kraftigt.
De kemiska egenskaperna hos aluminium som ett enkelt ämne bestäms av dess förmåga att reagera med:
- acids;
- alkali;
- halogener;
- grå.
Den interagerar inte med vatten under normala förhållanden. Samtidigt, från halogener, utan uppvärmning, reagerar det endast med jod. Andra reaktioner kräver temperatur.
Det är möjligt att ge exempel som illustrerar de kemiska egenskaperna hos aluminium. Interaktionsreaktionsekvationer med:
- syror - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkalis - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogens - AL + Hal=ALHal3;
- grå - 2AL + 3S=AL2S3.
I allmänhet är den viktigaste egenskapen hos ämnet i fråga dess höga förmåga att återställa andra grundämnen från deras föreningar.
Återställande kapacitet
De reducerande egenskaperna hos aluminium spåras väl i reaktionerna av interaktion med oxider av andra metaller. Det extraherar dem lätt från ämnets sammansättning och låter dem existera i en enkel form. Till exempel: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
Inom metallurgi finns det en hel teknik för att få fram ämnen,baserat på sådana svar. Det kallas aluminotermi. Därför används detta element i den kemiska industrin just för att erhålla andra metaller.
Utbredning i naturen
När det gäller förekomsten bland andra metallelement, rankas aluminium först. Dess innehåll i jordskorpan är 8,8 %. Om man jämför med icke-metaller, kommer dess plats att vara tredje, efter syre och kisel.
På grund av sin höga kemiska aktivitet finns den inte i sin rena form, utan endast som en del av olika föreningar. Så, till exempel, det finns många malmer, mineraler, stenar, som inkluderar aluminium. Den bryts dock endast från bauxiter, vars innehåll inte är för högt till sin natur.
De vanligaste ämnena som innehåller metallen i fråga:
- fältspat;
- bauxites;
- graniter;
- silica;
- aluminatsilikater;
- bas alter och andra.
I en liten mängd är aluminium nödvändigtvis en del av cellerna i levande organismer. Vissa arter av klubbmossor och marint liv kan samla detta element i sina kroppar under sina liv.
Receive
De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos aluminium gör det möjligt att få det på bara ett sätt: genom elektrolys av en smälta av motsvarande oxid. Denna process är dock tekniskt komplex. Smältpunkten för AL2O3 är över 2000 0C. På grund av detta kan det inte elektrolyseras direkt. Såfortsätt enligt följande.
- Bauxiter bryts.
- Rengör dem från föroreningar, lämna bara aluminiumoxid.
- Då smälts kryoliten.
- Lägg till oxid där.
- Denna blandning elektrolyseras och ren aluminium och koldioxid erhålls.
Produktavkastningen är 99,7 %. Det går dock att få en ännu renare metall, som används för tekniska ändamål.
Application
De mekaniska egenskaperna hos aluminium är inte tillräckligt bra för att användas i sin rena form. Därför används oftast legeringar baserade på detta ämne. Det finns många av dem, vi kan nämna de mest grundläggande.
- Duralumin.
- Aluminium-mangan.
- Aluminium-magnesium.
- Aluminium-koppar.
- Silumins.
- Avial.
Deras huvudsakliga skillnad är, naturligtvis, tillsatser från tredje part. Alla är baserade på aluminium. Andra metaller gör materialet mer hållbart, motståndskraftigt mot korrosion, slitstarkt och formbart.
Det finns flera huvudsakliga användningsområden för aluminium både i ren form och i form av dess föreningar (legeringar).
- För tillverkning av tråd och folie som används i hemmet.
- tillverkning av kokkärl.
- Flygplansindustrin.
- Skeppsbyggnad.
- Konstruktion och arkitektur.
- Rymdindustrin.
- Bygga reaktorer.
Tillsammans med järn och dessaluminiumlegeringar - den viktigaste metallen. Det är dessa två representanter för det periodiska systemet som har funnit den mest omfattande industriella användningen i mänskliga händer.
Egenskaper för aluminiumhydroxid
Hydroxid är den vanligaste föreningen som bildar aluminium. Dess kemiska egenskaper är desamma som för själva metallen - den är amfotär. Detta betyder att det kan uppvisa en dubbel natur, reagera med både syror och alkalier.
Aluminiumhydroxid i sig är en vit gelatinös fällning. Det är lätt att få det genom att reagera ett aluminiums alt med alkali eller ammoniumhydroxid. När den reageras med syror ger denna hydroxid det vanliga motsvarande s altet och vattnet. Om reaktionen fortsätter med alkali, bildas aluminiumhydroxokomplex, i vilka dess koordinationstal är 4. Exempel: Na[Al(OH)4] - natriumtetrahydroxoaluminat.
