Алюминий

Алюми́ний — элемент главной подгруппы III группы, третьего периода, с атомным номером 13. Алюминий – р-элемент. На внешнем энергетическом уровне атома алюминия содержится 3 электрона, которые имеют электронную конфигурацию 3s²3p¹. Алюминий  проявляет степень окисления +3.

Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния).

• боксит, состав которого можно примерно выразить формулой Al2O3 ∙ xH2O,
• нефелин Na2O*K2O  ∙ Al2O3 ∙ 2H2O,
• каолинит Al2O3 ∙ SiO2 ∙ 2H2O.

Простое вещество алюминий— лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.

Химические свойства алюминия

При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H₂O (t°);O₂, HNO₃ (без нагревания).  Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной промышленностью. При разрушении оксидной плёнки алюминий выступает как активный металл-восстановитель.

1. Алюминий легко реагирует с простыми веществами-неметаллами:

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃,

2Al + 3 Br₂ = 2AlBr₃

2Al + N₂ = 2AlN

2Al + 3S = Al₂S₃

4Al + 3С = Al₄С₃

Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S­

Al₄C₃ + 12H₂O = 4Al(OH)₃+ 3CH₄

2. Алюминий реагирует с водой

(после удаления защитной оксидной пленки):

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H_2­

3. Алюминий вступает в реакцию со щелочами

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H_2­

2(NaOH•H₂O) + 2Al = 2NaAlO₂ + 3H₂

Сначала растворяется защитная оксидная пленка:  Al₂О₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄].

Затем протекают реакции:  2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂,         NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄],

или суммарно: 2Al + 6H₂O + 2NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3Н₂,

и в результате образуются алюминаты: Na[Al(OH)₄] — тетрагидроксоалюминат натрия  Так как для атома алюминия в этих соединениях характерно координационное число 6, а не 4, то действительная формула тетрагидроксосоединений следующая: Na[Al(OH)₄(Н₂О)₂]

4. Алюминий легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H_2­

2Al + 3H₂SO₄(разб) = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

При нагревании растворяется в кислотах — окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

8Al + 15H₂SO₄(конц) = 4Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S + 12H₂O

Al + 6HNO₃(конц) = Al(NO₃)₃ + 3NO_2­ + 3H₂O

5. Алюминий восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe

2Al + Cr₂O₃ = Al₂O₃ + 2Cr

Элементы IIIА-группы. Алюминий

Попробуйте пройти тест по Алюминию и металлам главных подгрупп