Metaller er et af de mest bekvemme materialer at behandle. De har også deres egne ledere. For eksempel har de grundlæggende egenskaber af aluminium været kendt af folk i lang tid. De er så velegnede til brug i hverdagen, at dette metal er blevet meget populært. Hvad er egenskaberne ved aluminium som et simpelt stof og som et atom, vil vi overveje i denne artikel.
Historien om opdagelsen af aluminium
I lang tid har mennesket kendt forbindelsen af det pågældende metal - kaliumalun. Det blev brugt som et middel, der var i stand til at svulme op og binde blandingens komponenter sammen; dette var også nødvendigt ved beklædning af læderprodukter. Eksistensen af ren aluminiumoxid blev kendt i det 18. århundrede, i dets anden halvdel. Der blev dog ikke opnået noget rent stof.
For første gang lykkedes det videnskabsmanden H. K. Ørsted at isolere metallet fra dets chlorid. Det var ham, der behandlede s alt med kaliumamalgam og isolerede et gråt pulver fra blandingen, som var aluminium i sin rene form.
Så blev det klart, at aluminiums kemiske egenskaber kommer til udtryk i dets høje aktivitet, stærke reducerende evne. Derfor arbejdede ingen andre sammen med ham i lang tid.
I 1854 var franskmanden Deville imidlertid i stand til at opnå metalbarrer ved smelteelektrolyse. Denne metode er stadig relevant i dag. Især masseproduktion af værdifuldt materiale begyndte i det 20. århundrede, hvor problemerne med at skaffe en stor mængde elektricitet hos virksomheder blev løst.
I dag er dette metal et af de mest populære og brugt i bygge- og husholdningsindustrien.
Generelle karakteristika for aluminiumsatomet
Hvis vi karakteriserer det pågældende grundstof ved dets position i det periodiske system, kan vi fremhæve flere punkter.
- Ordin alt nummer - 13.
- Placeret i den tredje mindre periode, den tredje gruppe, hovedundergruppen.
- Atommasse - 26, 98.
- Antal valenselektroner - 3.
- Konfigurationen af det ydre lag er udtrykt som 3s23p1.
- Elementnavn er aluminium.
- Metalegenskaber er stærke.
- Har ingen isotoper i naturen, eksisterer kun i én form, med et massetal på 27.
- Det kemiske symbol er AL, læst som "aluminium" i formlerne.
- Oxidationstilstanden er én, lig med +3.
Aluminiums kemiske egenskaber bekræftes fuldt ud af den elektroniske struktur af dets atom, fordi det med en stor atomradius og lav elektronaffinitet er i stand til at fungere som et stærkt reduktionsmiddel, ligesom alle aktive metaller.
Aluminium som et simpelt stof: fysiske egenskaber
Hvis vi taler om aluminium, hvad såsimpelt stof, det er et sølvhvidt skinnende metal. I luften oxiderer det hurtigt og bliver dækket af en tæt oxidfilm. Det samme sker med virkningen af koncentrerede syrer.
Tilstedeværelsen af en sådan funktion gør produkter fremstillet af dette metal modstandsdygtige over for korrosion, hvilket selvfølgelig er meget bekvemt for folk. Derfor er det aluminium, der finder så bred anvendelse i byggeriet. Stoffets egenskaber er også interessante ved, at dette metal er meget let, samtidig med at det er stærkt og blødt. Kombinationen af sådanne egenskaber er ikke tilgængelig for alle stoffer.
Der er flere grundlæggende fysiske egenskaber, der er karakteristiske for aluminium.
- Høj grad af formbarhed og duktilitet. Let, stærk og meget tynd folie er lavet af dette metal, den er også rullet ind i en wire.
- Smeltepunkt - 660 0C.
- Kogepunkt - 2450 0C.
- Densitet - 2,7 g/cm3.
- Crystal gitter volumen ansigtscentreret, metallisk.
- Tilslutningstype - metal.
Aluminiums fysiske og kemiske egenskaber bestemmer anvendelses- og anvendelsesområderne. Hvis vi taler om hverdagsaspekter, spiller de egenskaber, der allerede er overvejet af os ovenfor, en stor rolle. Som et let, holdbart og antikorrosivt metal bruges aluminium i fly- og skibsbygning. Derfor er disse egenskaber meget vigtige at kende.
Kemiske egenskaber af aluminium
Fra et synspunktkemi, er det pågældende metal et stærkt reduktionsmiddel, der er i stand til at udvise høj kemisk aktivitet, idet det er et rent stof. Det vigtigste er at fjerne oxidfilmen. I dette tilfælde stiger aktiviteten kraftigt.
De kemiske egenskaber af aluminium som et simpelt stof er bestemt af dets evne til at reagere med:
- syrer;
- alkali;
- halogener;
- grå.
Det interagerer ikke med vand under normale forhold. På samme tid, fra halogener, uden opvarmning, reagerer det kun med jod. Andre reaktioner kræver temperatur.
Det er muligt at give eksempler, der illustrerer aluminiums kemiske egenskaber. Interaktionsreaktionsligninger med:
- syrer - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkalis - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogener - AL + Hal=ALHal3;
- grå - 2AL + 3S=AL2S3.
Generelt er den vigtigste egenskab ved det pågældende stof dets høje evne til at genoprette andre grundstoffer fra deres forbindelser.
Restorativ kapacitet
Aluminiums reducerende egenskaber spores godt i reaktionerne af interaktion med oxider af andre metaller. Det ekstraherer dem let fra sammensætningen af stoffet og tillader dem at eksistere i en simpel form. For eksempel: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
I metallurgi er der en hel teknik til at opnå stoffer,baseret på sådanne svar. Det kaldes aluminotermi. Derfor bruges dette grundstof i den kemiske industri netop til at opnå andre metaller.
Spredning i naturen
Med hensyn til udbredelse blandt andre metalelementer, rangerer aluminium først. Dens indhold i jordskorpen er 8,8%. Sammenlignet med ikke-metaller, vil dens plads være tredje, efter oxygen og silicium.
På grund af dets høje kemiske aktivitet findes det ikke i sin rene form, men kun som en del af forskellige forbindelser. Så for eksempel er der mange malme, mineraler, sten, som inkluderer aluminium. Det udvindes dog kun af bauxit, hvis indhold ikke er for højt i naturen.
De mest almindelige stoffer, der indeholder det pågældende metal:
- feldspat;
- bauxites;
- granitter;
- silica;
- aluminosilikater;
- bas alter og andre.
I en lille mængde er aluminium nødvendigvis en del af cellerne i levende organismer. Nogle arter af køllemoser og havliv er i stand til at akkumulere dette element i deres kroppe i løbet af deres liv.
Modtag
De fysiske og kemiske egenskaber af aluminium gør det muligt at opnå det på kun én måde: ved elektrolyse af en smelte af det tilsvarende oxid. Denne proces er imidlertid teknologisk kompleks. Smeltepunktet for AL2O3 er over 2000 0C. På grund af dette kan det ikke elektrolyseres direkte. Såfortsæt som følger.
- Bauxitter udvindes.
- Rens dem for urenheder, så kun aluminiumoxid efterlades.
- Så er kryolitten smeltet.
- Tilføj oxid der.
- Denne blanding elektrolyseres, og der opnås rent aluminium og kuldioxid.
Produktudbyttet er 99,7 %. Det er dog muligt at få et endnu renere metal, som bruges til tekniske formål.
Application
De mekaniske egenskaber ved aluminium er ikke gode nok til at blive brugt i sin rene form. Derfor bruges legeringer baseret på dette stof oftest. Der er mange af dem, vi kan nævne de mest grundlæggende.
- Duralumin.
- Aluminium-mangan.
- Aluminium-magnesium.
- Aluminium-kobber.
- Silumins.
- Avial.
Deres største forskel er naturligvis tredjeparts-additiver. Alle er baseret på aluminium. Andre metaller gør materialet mere holdbart, modstandsdygtigt over for korrosion, slidstærkt og formbart.
Der er flere hovedanvendelsesområder for aluminium både i ren form og i form af dets forbindelser (legeringer).
- Til fremstilling af tråd og folie, der bruges i hjemmet.
- fremstilling af køkkengrej.
- Flyindustrien.
- skibsbygning.
- Konstruktion og arkitektur.
- Rumindustrien.
- Bygning af reaktorer.
Sammen med jern og detsaluminiumslegeringer - det vigtigste metal. Det er disse to repræsentanter for det periodiske system, der har fundet den mest omfattende industrielle anvendelse i menneskehænder.
Egenskaber af aluminiumhydroxid
Hydroxid er den mest almindelige forbindelse, der danner aluminium. Dets kemiske egenskaber er de samme som selve metallet - det er amfotert. Det betyder, at det er i stand til at udvise en dobbelt karakter, idet det reagerer med både syrer og baser.
Aluminiumhydroxid i sig selv er et hvidt gelatinøst bundfald. Det er let at få det ved at omsætte et aluminiums alt med alkali eller ammoniumhydroxid. Når det reageres med syrer, giver dette hydroxid det sædvanlige tilsvarende s alt og vand. Hvis reaktionen fortsætter med alkali, dannes der aluminiumhydroxokomplekser, hvor dens koordinationstal er 4. Eksempel: Na[Al(OH)4] - natriumtetrahydroxoaluminat.
