Алюминий

13 Алюминий Алюминий (лат. Aluminium) (лат. Aluminium) ,9815 3s 2 3p 1

13 Алюминий Алюминий (лат. Aluminium)Aluminium ,9815 3s 2 3p 1 Был впервые получен датским физиком Х.К. Эрстедом в 1825 г. Название этого элемента происходит от латинского алюмен, так в древности назывались квасцы, которые использовали для крашения тканей. Латинское название, вероятно, восходит к греческому «халмэ» - рассол, соляной раствор.

13 Алюминий Алюминий (лат. Aluminium) (лат. Aluminium) ,9815 3s 2 3p 1 Порядковый номер. Химический элемент III группы главной подгруппы 3-го периода.

13 Алюминий Алюминий (лат. Aluminium) (лат. Aluminium) ,9815 3s 2 3p 1 Атомная масса элемента

13 Алюминий Алюминий (лат. Aluminium) (лат. Aluminium) ,9815 3s 2 3p 1 Электронная конфигурация элемента +13 Al 2 Электронная конфигурация элемента +13 Al 2 е 8ē 3ē

Число протонов p + =13 нейтронов ē=13 нейтронов ē=13 электронов n 0 =14 электронов n 0 =14

Изотопы алюминия В природе представлен лишь один стабильный изотоп 27 Al. Искусственно получен ряд радиоактивных изотопов алюминия, наиболее долгоживущий 26 Al имеет период полураспада 720 тысяч лет.

Схема расположения электронов на энергетических подуровнях +13 Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s1s 2s2p 3s3p в соединениях проявляет степень окисления +3

Главные квантовые числа Главное квантовое число n=3 Орбитальное квантовое число l =1 Магнитное квантовое число m l =-1 Спиновое квантовое число m s =+½

Al – типичный металл Схема образования вещества Al Al 0 - 3ē Al +3 Тип химической связи -металлическая Тип химической связи -металлическая Тип кристаллической решетки – кубическая гранецентрированная 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. =2,7 г/см 3 =2,7 г/см 3 t пл. =660 0 С

Химические свойства вещества Al активный металл восстанавливает все элементы, находящиеся справа от него в электрохимическом ряду напряжения металлов, простые вещества – неметаллы. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, поскольку его поверхность покрыта защитной оксидной плёнкой Al 2 O 3 Al активный металл восстанавливает все элементы, находящиеся справа от него в электрохимическом ряду напряжения металлов, простые вещества – неметаллы. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, поскольку его поверхность покрыта защитной оксидной плёнкой Al 2 O 3

Алюминий реагирует: Алюминий реагирует: 1. 2Al+3O 2 = 2Al 2 O 3 + O – покрывается пленкой оксида, но в мелкораздроблен- ном виде горит с выделением большого количества теплоты. 2. 2Al + 3Cl 2 = 2 AlCl 3 (Br 2, I 3 ) – на холоду 3. 2Al + 3S = Al 2 S 3 - при нагревании 4. 4Al + 3С = Al 4 С 3 - при нагревании 5. Алюминотермия – получение металлов: Fe, Cr, Mn, Ti, W и другие, например: 3Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe 3Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

Получение вещества Алюминий получают электролизом раствора глинозема в расплавленном криолите (Na 3 AIF 6 ), электролизом расплава AlCl 3 (расходуется около 16 к Вт · час на 1 кг Al) Электролиз: Al 2 O 3 при С в расплаве криолита: На катоде: Al e = Al 0 На угольном аноде (расходуется в процессе электролиза): O e = 0 0 ; C + O = CO; C + O = CO; 2CO + O 2 = 2CO 2;

Применение Al Применение Al

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

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

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

Влияние соединений алюминия на загрязнение окружающей среды. Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Оседающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы – свинец, кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединяясь с ними, металлы могут переходить в растворимые соединения, доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянно присутствующие в почвах, что иногда приводит к гибели растений. Примером может служить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, при которой нарушается структура тканей растений, оказывается для деревьев смертельной.

Металл будущего Вывод: Обладая такими свойствами как лёгкость, прочность, коррозионно устойчивость, устойчивость к действию сильных химических реагентов - алюминий нашёл большое значение в авиационном и космическом транспорте, применение во многих отраслях народного хозяйства. Особое место занял алюминий и его сплавы в электротехнике, а за ними будущее нашей науки и техники.