Kim loại là một trong những vật liệu thuận tiện nhất để chế biến. Họ cũng có những nhà lãnh đạo của riêng họ. Ví dụ, tính chất cơ bản của nhôm đã được con người biết đến từ lâu. Chúng rất thích hợp để sử dụng trong cuộc sống hàng ngày mà kim loại này đã trở nên rất phổ biến. Những tính chất của nhôm như một chất đơn giản và như một nguyên tử, chúng ta sẽ xem xét trong bài viết này.
Lịch sử phát hiện ra nhôm
Từ lâu, con người đã biết đến hợp chất của kim loại được đề cập - phèn kali. Nó được sử dụng như một tác nhân có khả năng trương nở và liên kết các thành phần của hỗn hợp với nhau; điều này cũng cần thiết trong quá trình gia công các sản phẩm da. Sự tồn tại của nhôm oxit tinh khiết được biết đến vào thế kỷ 18, trong nửa sau của nó. Tuy nhiên, không thu được chất tinh khiết nào.
Được quản lý để cô lập kim loại khỏi clorua của nó lần đầu tiên nhà khoa học H. K. Oersted. Chính ông đã xử lý muối bằng hỗn hống kali và cô lập một loại bột màu xám khỏi hỗn hợp, đó là nhôm ở dạng nguyên chất.
Sau đó, nó trở nên rõ ràng rằng các tính chất hóa học của nhôm thể hiện ở hoạt động cao, khả năng khử mạnh. Vì vậy, không ai khác đã làm việc với anh ấy trong một thời gian dài.
Tuy nhiên, vào năm 1854, người Pháp Deville đã có thể thu được các thỏi kim loại bằng cách điện phân nóng chảy. Phương pháp này vẫn còn phù hợp cho đến ngày nay. Đặc biệt là việc sản xuất hàng loạt các vật liệu có giá trị đã bắt đầu vào thế kỷ 20, khi các vấn đề về thu được một lượng lớn điện năng tại các doanh nghiệp đã được giải quyết.
Ngày nay, kim loại này là một trong những kim loại phổ biến nhất và được sử dụng trong các ngành xây dựng và gia dụng.
Đặc điểm chung của nguyên tử nhôm
Nếu chúng ta đặc trưng cho nguyên tố đang được xem xét theo vị trí của nó trong hệ thống tuần hoàn, chúng ta có thể rút ra một số điểm.
- Số thứ tự - 13.
- Nằm ở tiểu kỳ ba, tiểu tổ ba, tiểu tổ chính.
- Khối lượng nguyên tử - 26, 98.
- Số electron hóa trị - 3.
- Cấu hình lớp ngoài được biểu thị dưới dạng 3s23p1.
- Tên nguyên tố là nhôm.
- Tính chất kim loại rất mạnh.
- Không có đồng vị trong tự nhiên, chỉ tồn tại ở một dạng, với số khối là 27.
- Ký hiệu hóa học là AL, được đọc là "nhôm" trong công thức.
- Trạng thái oxy hóa là một, bằng + 3.
Các tính chất hóa học của nhôm được xác nhận đầy đủ bởi cấu trúc điện tử của nguyên tử nó, bởi vì có bán kính nguyên tử lớn và ái lực điện tử thấp, nó có thể hoạt động như một chất khử mạnh, giống như tất cả các kim loại hoạt động.
Nhôm như một chất đơn giản: tính chất vật lý
Nếu chúng ta nói về nhôm, thì sao vềchất đơn giản, nó là một kim loại sáng bóng màu trắng bạc. Trong không khí, nó nhanh chóng bị oxy hóa và bị bao phủ bởi một lớp màng oxit dày đặc. Điều tương tự cũng xảy ra với tác dụng của axit đậm đặc.
Sự hiện diện của một tính năng như vậy làm cho các sản phẩm làm bằng kim loại này có khả năng chống ăn mòn, tất nhiên, rất tiện lợi cho con người. Vì vậy, nó là nhôm được tìm thấy ứng dụng rộng rãi như vậy trong xây dựng. Đặc tính của chất này cũng thú vị ở chỗ kim loại này rất nhẹ, vừa cứng lại vừa mềm. Sự kết hợp của những đặc điểm như vậy không phải chất nào cũng có.
Có một số tính chất vật lý cơ bản đặc trưng của nhôm.
- Độ dẻo và độ dẻo cao. Giấy bạc nhẹ, chắc và rất mỏng được làm từ kim loại này, nó cũng được cuộn thành dây.
- Điểm nóng chảy - 6600C.
- Điểm sôi - 24500C.
- Mật độ - 2,7 g / cm3.
- Thể tích mạng tinh thể lấy mặt làm trung tâm, bằng kim loại.
- Kiểu kết nối - kim loại.
Tính chất vật lý và hóa học của nhôm xác định các lĩnh vực ứng dụng và sử dụng của nó. Nếu chúng ta nói về những khía cạnh hàng ngày, thì những đặc điểm đã được chúng ta xem xét ở trên đóng một vai trò lớn. Là một kim loại nhẹ, bền và chống ăn mòn, nhôm được sử dụng trong máy bay và đóng tàu. Do đó, những đặc tính này rất quan trọng cần biết.
Tính chất hóa học của nhôm
Theo quan điểmhóa học, kim loại được đề cập là chất khử mạnh có khả năng hoạt động hóa học cao, là chất tinh khiết. Điều chính là để loại bỏ các màng oxit. Trong trường hợp này, hoạt động tăng mạnh.
Các tính chất hóa học của nhôm như một chất đơn giản được xác định bởi khả năng phản ứng với:
- axit;
- kiềm dầu;
- halogen;
- xám.
Nó không tương tác với nước trong điều kiện bình thường. Đồng thời, từ các halogen, không cần đun nóng, nó chỉ phản ứng với iot. Các phản ứng khác yêu cầu nhiệt độ.
Có thể nêu ví dụ minh họa tính chất hóa học của nhôm. Phương trình phản ứng tương tác với:
- axit - AL + HCL=AlCL3+ H2;
-
kiềm - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na [Al (OH)4] + 3H2;
- halogen - AL + Hal=ALHal3;
- xám - 2AL + 3S=AL2S3.
Nói chung, đặc tính quan trọng nhất của chất được đề cập là khả năng cao để phục hồi các nguyên tố khác từ các hợp chất của chúng.
Năng lực phục hồi
Tính khử của nhôm được thể hiện rõ trong các phản ứng tương tác với oxit của các kim loại khác. Nó dễ dàng chiết xuất chúng khỏi thành phần của chất và cho phép chúng tồn tại ở dạng đơn giản. Ví dụ: Cr2O3+ AL=AL2O3 + Cr.
Trong luyện kim, có cả một kỹ thuật để thu nhận các chất,dựa trên những phản hồi như vậy. Nó được gọi là kỹ thuật giả kim. Do đó, trong công nghiệp hóa chất, nguyên tố này được sử dụng chính xác để thu được các kim loại khác.
Lan tỏa trong tự nhiên
Về mức độ phổ biến của các nguyên tố kim loại khác, nhôm đứng đầu. Hàm lượng của nó trong vỏ trái đất là 8,8%. Nếu so sánh với các phi kim loại, thì vị trí của nó sẽ đứng thứ ba, sau oxy và silicon.
Do hoạt tính hóa học cao, nó không được tìm thấy ở dạng tinh khiết mà chỉ là một phần của các hợp chất khác nhau. Vì vậy, ví dụ, có rất nhiều quặng, khoáng chất, đá, trong đó có nhôm. Tuy nhiên, nó chỉ được khai thác từ bauxit, hàm lượng không quá cao trong tự nhiên.
Các chất phổ biến nhất chứa kim loại được đề cập:
- fenspat;
- bauxit;
- granites;
- silica;
- aluminosilicates;
- đá bazan và các loại khác.
Với một lượng nhỏ, nhôm nhất thiết phải là một phần của tế bào của các sinh vật sống. Một số loài rêu câu lạc bộ và sinh vật biển có thể tích tụ nguyên tố này bên trong cơ thể chúng trong suốt cuộc đời của chúng.
Nhận
Các tính chất vật lý và hóa học của nhôm khiến người ta có thể thu được nó bằng một cách duy nhất: bằng cách điện phân nóng chảy oxit tương ứng. Tuy nhiên, quá trình này rất phức tạp về mặt công nghệ. Điểm nóng chảy của AL2O3là trên 20000C. Vì điều này, nó không thể được điện phân trực tiếp. Cho nêntiến hành như sau.
- Bauxites được khai thác.
- Làm sạch chúng khỏi tạp chất, chỉ để lại oxit nhôm.
- Sau đó, cryolite được nấu chảy.
- Thêm oxit vào đó.
- Hỗn hợp này được điện phân và thu được nhôm và carbon dioxide nguyên chất.
Năng suất sản phẩm là 99,7%. Tuy nhiên, có thể thu được một kim loại thậm chí còn tinh khiết hơn, được sử dụng cho các mục đích kỹ thuật.
Đơn
Tính chất cơ học của nhôm không đủ tốt để được sử dụng ở dạng nguyên chất. Do đó, các hợp kim dựa trên chất này thường được sử dụng nhiều nhất. Có rất nhiều trong số chúng, chúng ta có thể kể tên những cái cơ bản nhất.
- Duralumin.
- Nhôm-mangan.
- Nhôm-magie.
- Nhôm-đồng.
- Silumins.
- Avial.
Sự khác biệt chính của chúng tất nhiên là các chất phụ gia của bên thứ ba. Tất cả chúng đều dựa trên nhôm. Các kim loại khác làm cho vật liệu bền hơn, chống ăn mòn, chống mài mòn và dễ uốn.
Có một số lĩnh vực ứng dụng chính của nhôm cả ở dạng nguyên chất và ở dạng hợp chất của nó (hợp kim).
- Để làm dây và giấy bạc dùng trong gia đình.
- Làm đồ nấu ăn.
- Công nghiệp máy bay.
- Đóng tàu.
- Xây dựng và kiến trúc.
- Ngành vũ trụ.
- Xây dựng lò phản ứng.
Cùng với sắt vàhợp kim nhôm - kim loại quan trọng nhất. Đó là hai đại diện của hệ thống tuần hoàn đã được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp trong bàn tay con người.
Tính chất của nhôm hydroxit
Hydroxit là hợp chất phổ biến nhất tạo thành nhôm. Các tính chất hóa học của nó cũng giống như tính chất của chính kim loại - nó là chất lưỡng tính. Điều này có nghĩa là nó có khả năng thể hiện bản chất kép, phản ứng với cả axit và kiềm.
Nhôm hydroxit bản thân nó là một chất kết tủa sền sệt màu trắng. Có thể dễ dàng lấy nó bằng cách cho muối nhôm phản ứng với kiềm hoặc amoni hydroxit. Khi phản ứng với axit, hiđroxit này tạo ra muối và nước tương ứng thông thường. Nếu phản ứng xảy ra với kiềm, thì nhôm hydroxit được tạo thành, trong đó số phối trí của nó là 4. Ví dụ: Na [Al (OH)4] - natri tetrahydroxoaluminat.
