Metaller er et av de mest praktiske materialene å behandle. De har også egne ledere. For eksempel har de grunnleggende egenskapene til aluminium vært kjent for folk i lang tid. De er så egnet for bruk i hverdagen at dette metallet har blitt veldig populært. Hva er egenskapene til aluminium som et enkelt stoff og som et atom, skal vi vurdere i denne artikkelen.
Historien til oppdagelsen av aluminium
I lang tid har mennesket kjent forbindelsen til det aktuelle metallet - kaliumalun. Det ble brukt som et middel som var i stand til å svelle og binde komponentene i blandingen sammen; dette var også nødvendig i dressing av lærprodukter. Eksistensen av rent aluminiumoksid ble kjent på 1700-tallet, i andre halvdel. Det ble imidlertid ikke oppnådd noe rent stoff.
Kledte å isolere metallet fra kloridet for første gang forskeren H. K. Oersted. Det var han som behandlet s alt med kaliumamalgam og isolerte et grått pulver fra blandingen, som var aluminium i sin rene form.
Da ble det klart at de kjemiske egenskapene til aluminium kommer til uttrykk i dens høye aktivitet, sterke reduserende evne. Derfor har ingen andre jobbet med ham på lenge.
I 1854 var imidlertid franskmannen Deville i stand til å skaffe metallblokker ved smelteelektrolyse. Denne metoden er fortsatt relevant i dag. Spesielt masseproduksjon av verdifullt materiale begynte på 1900-tallet, da problemene med å få tak i store mengder elektrisitet hos bedrifter ble løst.
I dag er dette metallet et av de mest populære og brukes i bygg- og husholdningsindustrien.
Generelle egenskaper for aluminiumsatomet
Hvis vi karakteriserer elementet som vurderes ved dets plassering i det periodiske systemet, kan vi skille ut flere punkter.
- Ordinal number - 13.
- Ligger i den tredje mindre perioden, den tredje gruppen, hovedundergruppen.
- Atommasse - 26, 98.
- Antall valenselektroner - 3.
- Konfigurasjonen av det ytre laget er uttrykt som 3s23p1.
- Elementnavnet er aluminium.
- Metalegenskaper er sterke.
- Har ingen isotoper i naturen, eksisterer bare i én form, med et massetall på 27.
- Det kjemiske symbolet er AL, lest som "aluminium" i formler.
- Oksydasjonstilstanden er én, lik +3.
De kjemiske egenskapene til aluminium bekreftes fullt ut av den elektroniske strukturen til atomet, fordi det har en stor atomradius og lav elektronaffinitet, og er i stand til å fungere som et sterkt reduksjonsmiddel, som alle aktive metaller.
Aluminium som et enkelt stoff: fysiske egenskaper
Hvis vi snakker om aluminium, hva medenkel substans, det er et sølvhvitt skinnende metall. I luft oksiderer den raskt og blir dekket med en tett oksidfilm. Det samme skjer med virkningen av konsentrerte syrer.
Tilstedeværelsen av en slik funksjon gjør produkter laget av dette metallet motstandsdyktige mot korrosjon, noe som selvfølgelig er veldig praktisk for folk. Derfor er det aluminium som finner så bred anvendelse i konstruksjon. Egenskapene til stoffet er også interessante ved at dette metallet er veldig lett, samtidig som det er sterkt og mykt. Kombinasjonen av slike egenskaper er ikke tilgjengelig for alle stoffer.
Det er flere grunnleggende fysiske egenskaper som er karakteristiske for aluminium.
- Høy grad av formbarhet og duktilitet. Lett, sterk og veldig tynn folie er laget av dette metallet, den er også rullet inn i en wire.
- Smeltepunkt - 660 0C.
- Kokepunkt - 2450 0C.
- Tetthet - 2,7 g/cm3.
- Krystallgittervolum ansiktssentrert, metallisk.
- Tilkoblingstype - metall.
Fysiske og kjemiske egenskaper til aluminium bestemmer bruksområdene og bruksområdene. Hvis vi snakker om hverdagsaspekter, spiller egenskapene som allerede er vurdert av oss ovenfor en stor rolle. Som et lett, slitesterkt og antikorrosivt metall brukes aluminium i fly- og skipsbygging. Derfor er disse egenskapene svært viktige å kjenne til.
Kjemiske egenskaper til aluminium
Fra synspunktetkjemi er det aktuelle metallet et sterkt reduksjonsmiddel som er i stand til å utvise høy kjemisk aktivitet, og er et rent stoff. Det viktigste er å eliminere oksidfilmen. I dette tilfellet øker aktiviteten kraftig.
De kjemiske egenskapene til aluminium som et enkelt stoff bestemmes av dets evne til å reagere med:
- acids;
- alkali;
- halogens;
- grå.
Den samhandler ikke med vann under normale forhold. Samtidig, fra halogener, uten oppvarming, reagerer det bare med jod. Andre reaksjoner krever temperatur.
Det er mulig å gi eksempler som illustrerer de kjemiske egenskapene til aluminium. Interaksjonsreaksjonsligninger med:
- acids - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkalis - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogens - AL + Hal=ALHal3;
- grå - 2AL + 3S=AL2S3.
Generelt er den viktigste egenskapen til det aktuelle stoffet dets høye evne til å gjenopprette andre grunnstoffer fra deres forbindelser.
Restorativ kapasitet
De reduserende egenskapene til aluminium er godt sporet i reaksjonene av interaksjon med oksider av andre metaller. Det trekker dem enkelt ut av sammensetningen av stoffet og lar dem eksistere i en enkel form. For eksempel: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
I metallurgi er det en hel teknikk for å skaffe stoffer,basert på slike svar. Det kalles aluminotermi. Derfor, i den kjemiske industrien, brukes dette grunnstoffet nettopp for å oppnå andre metaller.
Spredning i naturen
Når det gjelder utbredelse blant andre metallelementer, rangerer aluminium først. Innholdet i jordskorpen er 8,8 %. Sammenlignet med ikke-metaller, vil dens plass være tredje, etter oksygen og silisium.
På grunn av den høye kjemiske aktiviteten finnes den ikke i sin rene form, men bare som en del av forskjellige forbindelser. Så, for eksempel, er det mange malmer, mineraler, bergarter, som inkluderer aluminium. Imidlertid utvinnes den bare fra bauxitt, hvis innhold ikke er for høyt i naturen.
De vanligste stoffene som inneholder det aktuelle metallet:
- feltspat;
- bauxites;
- granites;
- silica;
- aluminosilikater;
- bas alter og andre.
I en liten mengde er aluminium nødvendigvis en del av cellene til levende organismer. Noen arter av klubbmoser og marint liv er i stand til å samle dette elementet i kroppen i løpet av livet.
Motta
De fysiske og kjemiske egenskapene til aluminium gjør det mulig å oppnå det på bare én måte: ved elektrolyse av en smelte av det tilsvarende oksidet. Imidlertid er denne prosessen teknologisk kompleks. Smeltepunktet for AL2O3 er over 2000 0C. På grunn av dette kan den ikke elektrolyseres direkte. Såfortsett som følger.
- Bauxitter utvinnes.
- Rens dem for urenheter, og la det bare være igjen aluminiumoksid.
- Så smeltes kryolitten.
- Legg til oksid der.
- Denne blandingen elektrolyseres og det oppnås rent aluminium og karbondioksid.
Produktutbytte er 99,7 %. Det er imidlertid mulig å få et enda renere metall, som brukes til tekniske formål.
Application
De mekaniske egenskapene til aluminium er ikke gode nok til å brukes i sin rene form. Derfor brukes legeringer basert på dette stoffet oftest. Det er mange av dem, vi kan nevne de mest grunnleggende.
- Duralumin.
- Aluminium-mangan.
- Aluminium-magnesium.
- Aluminium-kobber.
- Silumins.
- Avial.
Hovedforskjellen deres er selvfølgelig tredjeparts tilsetningsstoffer. Alle er basert på aluminium. Andre metaller gjør materialet mer holdbart, motstandsdyktig mot korrosjon, slitasjebestandig og formbart.
Det er flere hovedanvendelsesområder for aluminium både i ren form og i form av dets forbindelser (legeringer).
- For å lage tråd og folie som brukes i hjemmet.
- laging av kokekar.
- Flyindustri.
- Skipsbygging.
- Bygg og arkitektur.
- romsindustrien.
- Bygge reaktorer.
Sammen med jern og detsaluminiumslegeringer - det viktigste metallet. Det er disse to representantene for det periodiske systemet som har funnet den mest omfattende industrielle bruken i menneskehender.
Egenskapene til aluminiumhydroksid
Hydroksid er den vanligste forbindelsen som danner aluminium. Dens kjemiske egenskaper er de samme som til selve metallet - det er amfotert. Dette betyr at den er i stand til å utvise en dobbel natur, og reagere med både syrer og alkalier.
Aluminiumhydroksid i seg selv er et hvitt gelatinaktig bunnfall. Det er lett å få det ved å reagere et aluminiums alt med alkali eller ammoniumhydroksid. Når det reageres med syrer, gir dette hydroksydet det vanlige tilsvarende s alt og vann. Hvis reaksjonen fortsetter med alkali, dannes hydroksokomplekser av aluminium, hvor koordinasjonstallet er 4. Eksempel: Na[Al(OH)4] - natriumtetrahydroksoaluminat.
