Alumīnijs: ķīmiskās un fizikālās īpašības

Daži no ērtākajiem pārstrādes materiāliem ir metāli. Starp tiem ir arī viņu līderi. Tātad, piemēram, alumīnija galvenās īpašības jau ilgu laiku ir zināmas cilvēkiem. Tie ir tik piemēroti lietošanai ikdienā, ka šis metāls ir kļuvis ļoti populārs. Kādas ir alumīnija īpašības kā vienkārša viela un kā atoms, mēs uzskatām šajā rakstā.

Vēsture alumīnija atklāšanā

Ilgu laiku cilvēks zināja attiecīgā metāla savienojumu - alumīnija sārmu alu. To izmantoja kā līdzekli, kas varētu maisījuma sastāvdaļas pietūkt un saistīties kopā, tas bija vajadzīgs arī ādas izstrādājumu ražošanai. Tīras alumīnija oksīda esība kļuva zināma XVIII gs., Otrajā pusē. Tomēr netika iegūta tīra viela.

Viņam arī pirmo reizi bija izdevies izolēt metālu no tā hlorīda - zinātnieks H. K. Oersteds. Tas bija tas, kurš ārstēja kālija sāls amalgamu un izdalīja pelēkā pulvera maisījumu, kas bija tīrā veidā veidots alumīnijs.

Tad kļuva skaidrs, ka alumīnija ķīmiskās īpašības izpaužas tā augstā aktivitātē, spēcīgā samazinošā spēja. Tāpēc ilgu laiku neviens kopā ar viņu nebija strādājis.

Tomēr 1854. gadā franču DeVille spēja iegūt metālu kausējumus ar kausēšanas elektrolīzēm. Šī metode joprojām ir aktuāla šai dienai. Īpaši svarīga materiāla masveida ražošana sākās 20. gadsimtā, kad tika atrisinātas problēmas, kas saistītas ar liela apjoma elektroenerģijas iegūšanu uzņēmumos.

Līdz šim šis metāls - viens no populārākajiem un izmantoti būvniecības un patēriņa nozarēs.

Alumīnija atoma vispārīgie raksturojumi

Ja mēs raksturojam attiecīgo elementu no pozīcijas periodiskajā sistēmā, tad mēs varam atšķirt vairākus punktus.

1. Sērijas numurs ir 13.
2. Tas atrodas trešajā mazajā periodā, trešā grupa, galvenā apakšgrupa.
3. Atomu masa ir 26,98.
4. Valences elektronu skaits ir 3.
5. Ārējā slāņa konfigurācija tiek izteikta ar formulu 3s ² 3p ¹ .
6. Elementa nosaukums ir alumīnijs.
7. Metāla īpašības ir izteikti izteiktas.
8. Dabā nav izotopu, tie eksistē tikai vienā veidā ar masu skaitu 27.
9. Ķīmiskais simbols AL, formulās, tiek lasīts kā "alumīnijs".
10. Oksidācijas pakāpe ir viena, kas ir vienāda ar +3.

Alumīnija ķīmiskās īpašības pilnībā apstiprina tās atoma elektroniskā struktūra, jo, ņemot vērā lielu atomu rādiusu un mazu afinitāti pret elektronu, tā var darboties kā spēcīgs reducējošais līdzeklis, tāpat kā visi aktīvie metāli.

Alumīnijs kā vienkārša viela: fizikālās īpašības

Ja mēs runājam par alumīniju kā par vienkāršu vielu, tad tas ir sudrabaini balts spīdīgs metāls. Gaisā tas ātri oksidējas un pārklāts ar blīvu oksīda plēvi. Tas pats notiek ar koncentrētu skābju iedarbību.

Šādas īpašības klātbūtne padara ražojumus no šī metāla izturīgas pret koroziju, kas, protams, cilvēkiem ir ļoti ērti. Tāpēc alumīnijs ir tik plaši izmantots būvniecībā. Vielas īpašības ir arī interesantas, jo metāls ir ļoti viegls, tomēr izturīgs un mīksts. Šo īpašību kombinācija nav pieejama katrai vielai.

Pastāv vairākas fizikālās īpašības, kas raksturīgas alumīnijam.

1. Augsts plasmas un plastika pakāpes. Šis metāls ir izgatavots no vieglas, izturīgas un ļoti plānas folijas, tas ir arī velmēts stieplē.
2. Kušanas temperatūra ir 660 ^° C.
3. Viršanas temperatūra ir 2450 ^° C.
4. Blīvums ir 2,7 g / cm ³ .
5. Kristāla režģi ir tilpums, sejas centrā, metāla režģis.
6. Savienojuma veids ir metālisks.

Alumīnija fizikālās un ķīmiskās īpašības nosaka tās izmantošanas un izmantošanas jomas. Ja mēs runājam par ikdienas aspektiem, tad svarīgākajai nozīmei ir mūsu iepriekš apskatītajām īpašībām. Kā vienkāršs, izturīgs un pretkorozijas metāls, alumīnijs tiek izmantots lidmašīnās un kuģu būvē. Tādēļ ir ļoti svarīgi zināt šīs īpašības.

Alumīnija ķīmiskās īpašības

No ķīmijas viedokļa attiecīgais metāls ir spēcīgs reducējošais līdzeklis, kas spēj izturēt augstu ķīmisko aktivitāti, kas ir tīra viela. Galvenais ir noņemt oksīdu plēvi. Šajā gadījumā aktivitāte strauji pieaug.

Alumīnija kā vienkāršas vielas ķīmiskās īpašības nosaka tā spēja reaģēt ar:

• Skābes;
• Sārms;
• Halogēni;
• Pelēks

Ar ūdeni tas nedarbojas normālos apstākļos. Šajā gadījumā no halogēniem bez siltuma reaģē tikai ar jodu. Par atlikušajām reakcijām ir nepieciešama temperatūra.

Piemēri, kas ilustrē alumīnija ķīmiskās īpašības. Mijiedarbības reakciju vienādojumi ar:

• Skābes - AL + HCl = AlCl ₃ + H ₂ ;
• Sārms - 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na [Al (OH) ₄ ] + 3H2;
  
• Halogēni - AL + Hal = ALHal ₃ ;
• Pelēks - 2AL + 3S = AL ₂ S ₃ .

Kopumā vissvarīgākā attiecīgās vielas īpašība ir augsta spēja atjaunot citus elementus no to savienojumiem.

Samazināt spējas

Alumīnija reducējošās īpašības labi izsekojamas mijiedarbības reakcijai ar citu metālu oksīdiem. Viņš tos viegli ekstrahē no materiāla sastāva un ļauj eksistēt vienkāršā formā. Piemēram: Cr ₂ O ₃ + AL = AL ₂ O ₃ + Cr.

Metalurģijā ir izveidota visa vielu iegūšanas metode, kuras pamatā ir līdzīgas reakcijas. To sauca par aluminotermiju. Tāpēc ķīmiskajā rūpniecībā šis elements tiek īpaši izmantots citu metālu ražošanai.

Izplatība dabā

Citu metāla elementu izplatībā alumīnijs ierindojas pirmajā vietā. Tas ir 8,8% zemes garozā. Ja salīdzināt ar nemetāliem, tā vieta būs trešā, pēc skābekļa un silīcija.

Pateicoties augstajai ķīmiskajai aktivitātei, tas nenotiek tīrā formā, bet tikai dažādu savienojumu sastāvā. Tā, piemēram, ir zināms daudzums rūdas, minerālu, akmeņu, tostarp alumīnija. Tomēr to iegūst tikai no boksīta, kura saturs dabā nav pārāk liels.

Visbiežāk sastopamās vielas, kas satur attiecīgo metālu, ir:

• Lauku špagas;
• Boksīts;
• Granīti;
• Silīcija dioksīds;
• Aluminosilikāti;
• Bazalts un citi.

Nelielā daudzumā alumīnijs noteikti ir daļa no dzīvo organismu šūnām. Dažas pelēm un jūras radības sugas spēj uzkrāties šo elementu savā ķermenī dzīves laikā.

Saņemšana

Alumīnija fizikālās un ķīmiskās īpašības ļauj to iegūt tikai vienā veidā: ar attiecīgā oksīda izkausēšanas elektrolīzi. Tomēr šis process ir tehnoloģiski sarežģīts. AL ₂ O ₃ kušanas temperatūra pārsniedz 2000 ^° C. Tā rezultātā tieši to nevar elektrolizēt. Tādēļ rīkoties šādi.

1. Tās ekstrahē boksītu.
2. Tos attīra no piemaisījumiem, atstājot tikai alumīnija oksīdu.
3. Pēc tam kristolīts tiek izkusis.
4. Pievienojiet tur oksīdu.
5. Šis maisījums ir elektrolizēts un iegūts tīrs alumīnijs un oglekļa dioksīds.

Produkta iznākums ir 99,7%. Tomēr ir iespējams iegūt vēl tīrāks metāls, ko izmanto tehniskos nolūkos.

Pieteikums

Alumīnija mehāniskās īpašības nav tik labas, kā to pielietot tīrā formā. Tādēļ visbiežāk tiek izmantoti sakausējumi, kuru pamatā ir šī viela. Ir daudz, jūs varat nosaukt visvienkāršāko.

1. Duralumīns.
2. Alumīnijs-mangāns.
3. Alumīnijs-magnijs.
4. Alumīnijs - varš.
5. Silumīns.
6. Avial.

To galvenā atšķirība, protams, ir trešo personu piedevas. Visā pamatnē ir alumīnijs. Citi metāli padara materiālu izturīgāku, izturīgāku pret koroziju, nodilumizturīgu un izturīgu apstrādi.

Alumīnij ir vairākas galvenās alumīnija tīrības formas un to savienojumu formas (sakausējumi).

1. Lai ražotu stiepli un foliju, ko lieto ikdienas dzīvē.
2. Ēdienu gatavošana.
3. Lidmašīnu celtniecība.
4. Kuģu būve.
5. Būvniecība un arhitektūra.
6. Kosmosa rūpniecība.
7. Reaktoru izveide.

Līdz ar dzelzi un tā sakausējumiem vissvarīgākais metāls ir alumīnijs . Tie ir divi periodiskās sistēmas pārstāvji, kas cilvēka rokās ir atklājuši visplašāko industriālo pielietojumu.

Alumīnija hidroksīda īpašības

Hidroksīds ir visizplatītākais savienojums, kas veido alumīniju. Tās ķīmiskās īpašības ir tādas pašas kā pašas metāla ķīmiskās īpašības - tas ir amfotērs. Tas nozīmē, ka tas spēj izrādīt divējādu dabu, reaģējot gan ar skābēm, gan sārmiem.

Alumīnija hidroksīds ir balts želatīns nogulsnes. To ir viegli iegūt, reaģējot ar alumīnija sāli ar sārmu vai amonija hidroksīdu. Reaģējot ar skābēm, šis hidroksīds dod parasto atbilstošo sāli un ūdeni. Ja reakcija notiek ar sārmu, tad veidojas alumīnija hidroksiliskie kompleksi, kuros tās koordinācijas numurs ir 4. Piemērs: Na [Al (OH) ₄ ] - nātrija tetrahidroksalumināts.