Одним з поширених елементів планети є алюміній. Фізичні та хімічні властивості алюмінію застосовуються в промисловості. Все, що необхідно знати, про цей метал ви знайдете в нашій статті.
Будова атома
Алюміній – це 13 елемент періодичної таблиці. Він знаходиться в третьому періоді, III групи, головною підгрупи.
Властивості і застосування алюмінію пов’язані з його електронною будовою. Атом алюмінію має позитивно заряджене ядро (+13) та 13 негативно заряджених електронів, розташованих на трьох енергетичних рівнях. Електронна конфігурація атома – 1s22s22p63s23p1.
На зовнішньому енергетичному рівні знаходиться три електрона, які визначають постійну валентність III. У реакціях з речовинами алюміній переходить в збуджений стан і здатний віддавати все три електрона, утворюючи ковалентні зв’язки. Як і інші активні метали, алюміній є потужним відновлювальним.
Алюміній – амфотерний метал, який утворює амфотерні оксиди і гідроксиди. Залежно від умов сполуки виявляють кислотні або основні властивості.
Фізичний опис
Алюміній має:
- легкістю (щільність 2,7 г / см3);
- сріблясто-сірим кольором;
- високу електропровідність;
- ковкістю;
- пластичністю;
- температурою плавлення – 658 ° C;
- температурою кипіння – 2518,8 ° C.
З металу роблять бляшані ємності, фольгу, дріт, сплави. Алюміній використовують при виготовленні мікросхем, дзеркал, композитних матеріалів.
Алюміній – парамагнетик. Метал притягується магнітом тільки в присутності магнітного поля.
Хімічні властивості
На повітрі алюміній швидко окислюється, покриваючись оксидною плівкою. Вона захищає метал від корозії, а також перешкоджає взаємодії з концентрованими кислотами (азотної, сірчаної). Тому кислоти зберігають і перевозять в алюмінієвій тарі.
При звичайних умовах реакції з алюмінієм можливі тільки після видалення оксидної плівки. Більшість реакцій протікають при високих температурах.
Основні хімічні властивості елемента описані в таблиці.
Реакція | Опис | Рівняння |
З киснем | Горить при високих температурах з виділенням тепла | 4Al + 3O2 → 2Al2O3 |
З неметалом | Взаємодіє з сіркою при температурі вище 200 ° С, з фосфором – при 500 ° С, з азотом – при 800 ° С, з вуглецем – при 2000 ° С | – 2Al + 3S → Al2S3; – Al + P → AlP; – 2Al + N2 → 2AlN; – 4Al + 3C → Al4C3 |
З галогенами | Реагує при звичайних умовах, з йодом – при нагріванні в присутності каталізатора (води) | – 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3; – 2Al + 3I2 → 2AlI3; – 2Al + 3Br2 → 2AlBr3 |
З кислотами | Реагує з розведеними кислотами при звичайних умовах, з концентрованими – при нагріванні | – 2Al + 3H2SO4(розбав.) → Al2(SO4)3 + 3H2; – Al + 6HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O |
З лугами | Реагує з водними розчинами лугів і при сплаву | – 2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2; – 2Al + 6KOH → 2KAlO2 + 2K2O + 3H2 |
З оксидами | Витісняє менш активні метали | 2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3 |
Алюміній не реагує безпосередньо з воднем. Реакція з водою можлива після зняття оксидної плівки.
Що ми дізналися?
Алюміній – амфотерний активний метал з постійною валентністю. Володіє невеликою щільністю, високу електропровідність, пластичністю. Притягується магнітом тільки в присутності магнітного поля. Алюміній реагує з киснем, утворюючи захисну плівку, яка перешкоджає реакціям з водою, концентрованими азотної та сірчаної кислотами. При нагріванні взаємодіє з неметалами і концентрованими кислотами, при звичайних умовах – з галогенами і розведеними кислотами. В оксидах витісняє менш активні метали. Не реагує з воднем.