Алюминий

Al
13
Алюминий
(лат. (лат. Aluminium(лат. Aluminium)
3
8
2
26,9815
3s2 3p1
Порядковый номер. Химический элемент III группы главной подгруппы 3-го периода.

Число
протонов p+=13
электронов ē=13
нейтронов n0=14

Схема расположения электронов на энергетических подуровнях
+13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
1s
2s
2p
3s
3p
в соединениях проявляет степень окисления +3

Al – типичный металл
Восстановительные свойства
Al 0- 3ē Al+3
Тип химической связи -металлическая
Тип кристаллической решетки – кубическая гранецентрированная

Физические свойства вещества
Al – серебристо-белый металл, пластичный, легкий, хорошо проводит тепло и электрический ток, обладает хорошей ковкостью, легко поддаётся обработке, образует лёгкие и прочные сплавы.
ρ=2,7 г/см3
tпл.=6600С

Особенности физических и химических свойств алюминия, его нахождения в природе и применения:
Алюминий – самый распространенный металл земной коры. Его ресурсы практически неисчерпаемы.
Обладает высокой коррозионной стойкостью и практически не нуждается в специальной защите.
Высокая химическая активность алюминия используется в алюминотермии.
Малая плотность в сочетании с высокой прочностью и пластичностью его сплавов делает алюминий незаменимым конструкционным материалом в самолетостроении и способствует расширению его применения в наземном и водном транспорте, а также в строительстве.
Относительно высокая электропроводность позволяет заменять им значительно более дорогую медь в электротехнике.

Алюминий реагирует с простыми веществами - неметаллами
4Al+3O2 = 2Al2O3
Поверхность покрывается пленкой оксида, в мелкораздробленном виде горит с выделением большого количества теплоты.
2. 2Al + 3Cl2 = 2 AlCl3
3. 2Al + 3S = Al2S3 - при нагревании
4. 4Al + 3С = Al4С3 - при нагревании

Алюминий реагирует со сложными веществами:
Алюминий растворяется в растворах кислот
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Концентрированная серная и азотная кислоты пассивируют алюминий.
2. Алюминий реагирует с растворами солей менее активных металлов
2Al + 3СuCl2 = 2AlCl3 + 3Cu

Алюминий реагирует со сложными веществами:
3. Алюминий при высокой температуре реагирует с оксидами менее активных металлов (Алюминотермия – получение металлов: Fe, Cr, Mn, Ti, W и других, путем их восстановления алюминием)
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe

Алюминий реагирует со сложными веществами:
4.Так как алюминий – амфотерный металл, он реагирует с растворами щелочей.
При этом образуется тетрагидроксоалюминат натрия и выделяется водород:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
5. При удалении оксидной пленки с поверхности алюминия, он реагирует с водой с образованием гидроксида алюминия и водорода:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 +3H2

Получение алюминия
Алюминий получают электролизом раствора глинозема в расплавленном криолите (Na3AIF6) и
электролизом расплава AlCl3

Применение Al

Соединения алюминия
В природе алюминий встречается только в виде соединений и по распространенности в земной коре занимает первое место среди металлов и третье – среди всех элементов (после кислорода и кремния). Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8,8 % по массе.

Оксид алюминия Al2О3:
Очень твердый (корунд, рубин)в кристаллическом состоянии, порошок белого цвета, тугоплавкий - 20500С.
Не растворяется в воде.
Амфотерный оксид, взаимодействует:
а) с кислотами Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
б) со щелочами Al2O3 + 2OH- = 2AlO-2 + H2O
Образуется:
а) при окислении или горении алюминия на воздухе
4Al + 3O2 = 2Al2O3
б) в реакции алюминотермии
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
в) при термическом разложении гидроксида алюминия 2Al (OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Белый нерастворимый в воде порошок.
Проявляет амфотерные свойства, взаимодействует:
а) с кислотами Al (OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
б) со щелочами Al (OH)3 + Na OH = NaAlO2 + 2H2O
Разлагается при нагревании 2Al (OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Образуется:
а) при взаимодействии растворов солей алюминия с растворами щелочей (без избытка)
Al3+ + 3OH- = Al (OH)3
б) при взаимодействии алюминатов с кислотами (без избытка)
AlO-2 + H+ + H2O = Al (OH)3
Гидроксид алюминия Al(ОН)3: