Алюминий (Al) – лёгкий металл, занимающий третье место по распространённости в земной коре среди химических элементов. Строение атома алюминия позволяет легко обрабатывать металл: он поддаётся литью, формовке, механическому воздействию.
Содержание
Строение
Электронное строение атома элемента алюминия связано с его положением в периодической таблице Менделеева. Алюминий имеет 13 порядковый номер и находится в третьем периоде, в IIIa группе. Относительная атомная масса алюминия – 27. Электронная конфигурация атома алюминия – 1s22s22p63s23p1, модель распределения электронов – +13Al)2)8)3.
Рис. 1. Алюминий в периодической таблице.
Атом элемента состоит из положительно заряженного ядра +13 (13 протонов и 14 нейронов) и трёх электронных оболочек с 13 электронами. На внешнем энергетическом уровне находится всего три электрона. В возбуждённом состоянии атом способен отдавать все три электрона, проявляя степень окисления +3, или образовывать три ковалентные связи. Поэтому алюминий имеет третью валентность.
Рис. 2. Строение атома алюминия.
В природе алюминий встречается только в составе соединений – глины, слюды, корунда. Металл ценился дороже золота до открытия промышленного способа его получения.
Свойства
Алюминий – серебристый металл, обладающий высокой электропроводностью и пластичностью. Элемент при комнатной температуре легко соединяется с кислородом, образуя на поверхности оксидную плёнку, защищающую металл от коррозии. Образование плёнки препятствует реакции с водой, концентрированными азотной и серной кислотами, поэтому алюминиевая тара подходит для перевозки этих кислот.
Рис. 3. Оксид алюминия.
Для снятия оксидной плёнки используют соли аммония, горячие щёлочи, сплавы ртути. После разрушения оксидной плёнки алюминий вступает в реакцию со многими неметаллами и соединениями. Основные химические свойства элемента описаны в таблице.
|
Взаимодействие |
Ход реакции |
Пример |
|
С водой |
Только в условиях отсутствия оксидной плёнки. Образуется гидроксид алюминия |
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 |
|
С кислородом |
Образуется оксид алюминия |
4Al + 3O2 → 2Al2O3 + Q |
|
С галогенами |
При комнатной температуре. С йодом – в присутствии катализатора |
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 |
|
С серой |
При температуре выше 200°С, образуется сульфид алюминия |
2Al + 3S → Al2S3 |
|
С фосфором |
При температуре 500°С, образуется фосфид алюминия |
Al + P → AlP |
|
С азотом |
При температуре 800°С, образуется нитрид алюминия |
2Al + N2 → 2AlN |
|
С углеродом |
При температуре 2000°С, образуется карбид алюминия |
4Al + 3C → Al4C3 |
|
С кислотами |
При комнатной температуре реагирует с разбавленными кислотами, при нагревании – с концентрированными. Образуются соли |
– 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2; – 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2; – Al + 6HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O |
|
Со щелочами |
Реагируют растворы и сплавы |
– 2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2; – 2Al + 6KOH → 2KAlO2 + 2K2O + 3H2 |
|
С оксидами |
Вытесняет металлы |
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 |
Алюминий не взаимодействует с водородом.
Что мы узнали?
Атом алюминия включает 13 электронов. Схема строения алюминия – 1s22s22p63s23p1. На внешнем уровне находится три электрона, определяющие третью валентность элемента. Алюминий – лёгкий, плавкий металл, легко вступающий в реакцию с кислородом и образующий на поверхности оксидную плёнку. Благодаря плёнке металл не подвержен коррозии и не вступает в реакцию с концентрированными кислотами. При комнатной температуре алюминий реагирует с галогенами, при нагревании – с серой, фосфором, азотом, углеродом.
Предыдущая
