ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

НЕКОТОРЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ МЕТАЛЛОВ

Алюминий

Характеристика химического элемента

Алюминий находится в главной подгруппе III группы, принадлежит к числу редкоземельных металлов. На внешнем электронном слое содержится три электроны, которые он способен отдавать.

Сравнивая Алюминий с другими элементами этой подгруппе, можно отметить неметалічність Бора, который стоит после Бериллия в периоде металлические свойства Галлия, с чего можно предположить амфотерности соединений Алюминия, то есть промежуточных (от металлических в неметаллических) свойств этого элемента.

Распространенность в природе

Алюминий - самый распространенный металл на Земле (3-е место среди всех элементов; 8% состава земной коры). В виде простого вещества он в природе не встречается; входит в состав многих соединений, которые образуют почву; глиноземов (Аl₂O₃) и бокситов (Аl₂O₃ ∙ хH₂O).

Физические свойства

Алюминий - серебристо-белый металл. Он ковкий, легко вытягивается в проволоку, t_пл = +660 °С, t_кип = +2520 °С. При комнатной температуре алюминий не изменяется на воздухе, потому что его поверхность покрыта тонкой оксидной пленкой, которая характеризуется сильным защитным действием.

Химические свойства

1) Взаимодействие с кислородом.

Алюминий является активным металлом, поэтому на воздухе быстро реагирует с кислородом. Но превращению подвергается только та часть алюминия, которая находится на поверхности образца, поэтому что продукт взаимодействия - алюминий оксид - образует плотную оксидную пленку:

4Аl + 3О₂ = 2Аl₂O₃.

2) Взаимодействие с галогенами.

Порошкообразный алюминий активно взаимодействует с йодом при обычных условиях в присутствии каталитической количества воды:

2Аl + 3И₂ = 2АlИ₃.

3) Взаимодействие с серой:

2Аl + 3S = Аl₂S₃.

4) Взаимодействие с водой.

Несмотря на высокую химическую активность, с водой алюминий не взаимодействует. В первую очередь, благодаря защитной пленке, а также потому, что продукт взаимодействия алюминия с водой - нерастворимое вещество.

5) Взаимодействие с кислотами.

Аналогично до всех активных металлов алюминий вытесняет водород из растворов кислот:

2Аl + 6НСl = 2АlСl₃ + 3Н₂;

2Аl + 3Н₂SO₄ = Аl₂ (SO₄)_с + 3Н₂.

6) Взаимодействие со щелочами.

Благодаря потому, что алюминий образует амфотерные соединения, он также способен вытеснять водород из растворов щелочей:

Извлечения алюминия

Алюминий является одним из многотоннажных продуктов металлургической промышленности. Его добывают в огромных количествах, потому что он является ценным материалом и реагентом. В современной металлургии алюминий добывают электролизом бокситов (алюминий оксида). Поскольку сам алюминий оксид является очень тугоплавкою веществом, для уменьшения энергозатрат в боксит добавляют плавиковый шпат (кальций фторид), что снижает температуру плавления руды.

Применение алюминия

Алюминий является ценным конструкционным материалом. Имея относительную легкость (плотность алюминия намного легче, чем у стали), он является достаточно прочным металлом. Его используют для изготовления легких конструкций, в сплаве с магнием для обшивки самолетов т.д. Из алюминия изготавливают столовые приборы и посуда. В больших количествах алюминий используют в металлургии для получения металлов алюмотермічним способом.