Металите са един от най-удобните материали за обработка. Те също имат свои лидери. Например, основните свойства на алуминия са известни на хората от дълго време. Те са толкова подходящи за използване в ежедневието, че този метал стана много популярен. Какви са свойствата на алуминия като просто вещество и като атом, ще разгледаме в тази статия.
Историята на откриването на алуминия
От дълго време човекът познава съединението на въпросния метал - калиева стипца. Използва се като средство, способно да набъбне и да свърже компонентите на сместа заедно; това беше необходимо и при обличането на кожени изделия. Съществуването на чист алуминиев оксид става известно през 18 век, през втората му половина. Въпреки това, не беше получено чисто вещество.
Успял да изолира метала от неговия хлорид за първи път ученият H. K. Oersted. Именно той третира солта с калиева амалгама и изолира сив прах от сместа, който е алуминий в чиста форма.
Тогава стана ясно, че химичните свойства на алуминия се проявяват в неговата висока активност, силна редукционна способност. Следователно никой друг не е работил с него дълго време.
Въпреки това, през 1854 г. французинът Девил успява да получи метални блокове чрез електролиза на стопилка. Този метод е актуален и днес. Особено масовото производство на ценен материал започва през 20-ти век, когато се решават проблемите с получаването на голямо количество електроенергия в предприятията.
Днес този метал е един от най-популярните и използвани в строителството и домакинството.
Общи характеристики на алуминиевия атом
Ако характеризираме разглеждания елемент чрез позицията му в периодичната система, можем да отделим няколко точки.
- Пореден номер - 13.
- Намира се в третия второстепенен период, третата група, основната подгрупа.
- Атомна маса - 26, 98.
- Брой валентни електрони - 3.
- Конфигурацията на външния слой се изразява като 3s23p1.
- Името на елемента е алуминий.
- Свойствата на метала са здрави.
- Няма изотопи в природата, съществува само в една форма, с масово число 27.
- Химическият символ е AL, чете се като "алуминий" във формулите.
- Състоянието на окисление е едно, равно на +3.
Химичните свойства на алуминия са напълно потвърдени от електронната структура на неговия атом, тъй като има голям атомен радиус и нисък електронен афинитет, той е в състояние да действа като силен редуциращ агент, като всички активни метали.
Алуминий като просто вещество: физически свойства
Ако говорим за алуминий, какво ще кажетепроста субстанция, това е сребристо-бял лъскав метал. Във въздуха той бързо се окислява и се покрива с плътен оксиден филм. Същото се случва и с действието на концентрирани киселини.
Наличието на такава функция прави продуктите от този метал устойчиви на корозия, което, разбира се, е много удобно за хората. Следователно именно алуминият намира толкова широко приложение в строителството. Свойствата на веществото са интересни и с това, че този метал е много лек, като същевременно е здрав и мек. Комбинацията от такива характеристики не е достъпна за всяко вещество.
Има няколко основни физически свойства, които са характерни за алуминия.
- Висока степен на ковкост и пластичност. От този метал се прави леко, здраво и много тънко фолио, което също се навива на тел.
- Точка на топене - 660 0C.
- Точка на кипене - 2450 0C.
- Плътност - 2,7 g/cm3.
- Обем на кристална решетка, лицево центриран, металик.
- Тип на връзката - метал.
Физичните и химичните свойства на алуминия определят областите на неговото приложение и употреба. Ако говорим за ежедневни аспекти, тогава вече разгледаните от нас характеристики играят голяма роля. Като лек, издръжлив и антикорозионен метал, алуминият се използва в самолетостроенето и корабостроенето. Следователно тези свойства е много важно да знаете.
Химически свойства на алуминия
От гледна точкахимията, въпросният метал е силен редуциращ агент, който е в състояние да проявява висока химическа активност, като е чисто вещество. Основното нещо е да премахнете оксидния филм. В този случай активността нараства рязко.
Химичните свойства на алуминия като просто вещество се определят от способността му да реагира с:
- киселини;
- алкален;
- халогени;
- сив.
Не взаимодейства с вода при нормални условия. В същото време, от халогени, без нагряване, той реагира само с йод. Други реакции изискват температура.
Възможно е да се дадат примери, илюстриращи химичните свойства на алуминия. Уравнения на реакция на взаимодействие с:
- киселини - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
алкали - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- халогени - AL + Hal=ALHal3;
- сиво - 2AL + 3S=AL2S3.
Като цяло най-важното свойство на въпросното вещество е неговата висока способност да възстановява други елементи от техните съединения.
Възстановителен капацитет
Редукционните свойства на алуминия са добре проследени в реакциите на взаимодействие с оксиди на други метали. Той лесно ги извлича от състава на веществото и им позволява да съществуват в проста форма. Например: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
В металургията има цяла техника за получаване на вещества,въз основа на такива отговори. Нарича се алуминотермия. Следователно в химическата промишленост този елемент се използва точно за получаване на други метали.
Разпространение сред природата
По отношение на разпространението сред другите метални елементи, алуминият се нарежда на първо място. Съдържанието му в земната кора е 8,8%. Ако се сравни с неметали, тогава мястото му ще бъде трето, след кислорода и силиция.
Поради високата си химическа активност, той не се среща в чиста форма, а само като част от различни съединения. Така например има много руди, минерали, скали, които включват алуминий. Той обаче се добива само от боксити, чието съдържание не е твърде високо в природата.
Най-често срещаните вещества, съдържащи въпросния метал:
- фелдшпати;
- боксити;
- гранити;
- силициев диоксид;
- алумосиликати;
- базалти и други.
В малко количество алуминият е задължително част от клетките на живите организми. Някои видове клубни мъхове и морски обитатели са в състояние да натрупват този елемент в телата си по време на живота си.
Получаване
Физичните и химичните свойства на алуминия позволяват да се получи само по един начин: чрез електролиза на стопилка на съответния оксид. Този процес обаче е технологично сложен. Точката на топене на AL2O3 е над 2000 0C. Поради това той не може да бъде електролизиран директно. Такапродължете както следва.
- Бокситите се добиват.
- Почистете ги от замърсявания, оставяйки само алуминиев оксид.
- След това криолитът се стопява.
- Добавете оксид там.
- Тази смес се електролизира и се получават чист алуминий и въглероден диоксид.
Доходността на продукта е 99,7%. Възможно е обаче да се получи още по-чист метал, който се използва за технически цели.
Заявление
Механичните свойства на алуминия не са достатъчно добри, за да се използват в чиста форма. Ето защо най-често се използват сплави на основата на това вещество. Има много от тях, можем да назовем най-основните.
- Дуралуминий.
- Алуминий-манган.
- Алуминий-магнезий.
- Алуминий-мед.
- Силумини.
- Avial.
Основната им разлика е, разбира се, добавките на трети страни. Всички те са базирани на алуминий. Други метали правят материала по-издръжлив, устойчив на корозия, устойчив на износване и ковък.
Има няколко основни области на приложение на алуминия както в чист вид, така и под формата на неговите съединения (сплави).
- За направата на тел и фолио, използвани в дома.
- Изработка на съдове за готвене.
- Авиационна индустрия.
- Корабостроене.
- Строителство и архитектура.
- Космична индустрия.
- Изграждане на реактори.
Заедно с желязото и неговотоалуминиеви сплави - най-важният метал. Именно тези двама представители на периодичната система са намерили най-широко индустриално приложение в човешките ръце.
Свойства на алуминиевия хидроксид
Хидроксидът е най-често срещаното съединение, което образува алуминий. Химичните му свойства са същите като тези на самия метал – той е амфотерен. Това означава, че е способен да проявява двойна природа, реагирайки както с киселини, така и с основи.
Алуминиевият хидроксид сам по себе си е бяла желатинова утайка. Лесно е да го получите чрез взаимодействие на алуминиева сол с алкален или амониев хидроксид. Когато взаимодейства с киселини, този хидроксид дава обичайните съответни сол и вода. Ако реакцията протича с алкали, тогава се образуват алуминиеви хидроксокомплекси, в които координационният му номер е 4. Пример: Na[Al(OH)4] - натриев тетрахидроксоалуминат.
