Metais são um dos materiais mais convenientes para processar. Eles também têm seus próprios líderes. Por exemplo, as propriedades básicas do alumínio são conhecidas há muito tempo. Eles são tão adequados para uso na vida cotidiana que esse metal se tornou muito popular. Quais são as propriedades do alumínio como uma substância simples e como um átomo, vamos considerar neste artigo.
A história da descoberta do alumínio
Há muito tempo, o homem conhece o composto do metal em questão - alúmen de potássio. Foi usado como um agente capaz de inchar e unir os componentes da mistura; isso também era necessário no acabamento de produtos de couro. A existência do óxido de alumínio puro tornou-se conhecida no século XVIII, na sua segunda metade. No entanto, nenhuma substância pura foi obtida.
Conseguiu isolar o metal de seu cloreto pela primeira vez o cientista H. K. Oersted. Foi ele quem tratou o sal com amálgama de potássio e isolou um pó cinza da mistura, que era o alumínio em sua forma pura.
Então ficou claro que as propriedades químicas do alumínio se manifestam em sua alta atividade, forte capacidade redutora. Portanto, ninguém mais trabalhou com ele por muito tempo.
No entanto, em 1854, o francês Deville conseguiu obter lingotes de metal por eletrólise por fusão. Este método ainda é relevante hoje. Especialmente a produção em massa de material valioso começou no século 20, quando os problemas de obtenção de uma grande quantidade de eletricidade nas empresas foram resolvidos.
Hoje, este metal é um dos mais populares e usados na construção civil e indústrias domésticas.
Características gerais do átomo de alumínio
Se caracterizarmos o elemento em consideração pela sua posição no sistema periódico, podemos destacar vários pontos.
- Número ordinal - 13.
- Localizado no terceiro período menor, o terceiro grupo, o subgrupo principal.
- massa atômica - 26, 98.
- Número de elétrons de valência - 3.
- A configuração da camada externa é expressa como 3s23p1.
- O nome do elemento é alumínio.
- As propriedades do metal são fortes.
- Não possui isótopos na natureza, existe apenas em uma forma, com número de massa de 27.
- O símbolo químico é AL, lido como "alumínio" nas fórmulas.
- O estado de oxidação é um, igual a +3.
As propriedades químicas do alumínio são plenamente confirmadas pela estrutura eletrônica de seu átomo, pois possuindo grande raio atômico e baixa afinidade eletrônica, é capaz de atuar como um forte agente redutor, como todos os metais ativos.
Alumínio como substância simples: propriedades físicas
Se falamos de alumínio, que talsubstância simples, é um metal brilhante branco-prateado. No ar, oxida rapidamente e fica coberto com um filme de óxido denso. O mesmo acontece com a ação dos ácidos concentrados.
A presença de tal característica torna os produtos feitos deste metal resistentes à corrosão, o que, claro, é muito conveniente para as pessoas. Portanto, é o alumínio que encontra uma aplicação tão ampla na construção. As propriedades da substância também são interessantes, pois esse metal é muito leve, ao mesmo tempo em que é forte e macio. A combinação de tais características não está disponível para todas as substâncias.
Existem várias propriedades físicas básicas que são características do alumínio.
- Alto grau de maleabilidade e ductilidade. A folha leve, forte e muito fina é feita deste metal, também é enrolada em um fio.
- Ponto de fusão - 660 0C.
- Ponto de ebulição - 2450 0C.
- Densidade - 2,7 g/cm3.
- Volume de treliça de cristal centrado na face, metálico.
- Tipo de conexão - metal.
As propriedades físicas e químicas do alumínio determinam as áreas de sua aplicação e uso. Se falamos de aspectos cotidianos, as características já consideradas por nós acima desempenham um grande papel. Por ser um metal leve, durável e anticorrosivo, o alumínio é utilizado em aeronaves e na construção naval. Portanto, é muito importante conhecer essas propriedades.
Propriedades químicas do alumínio
Do ponto de vistaquímica, o metal em questão é um forte agente redutor capaz de apresentar alta atividade química, sendo uma substância pura. O principal é eliminar o filme de óxido. Neste caso, a atividade aumenta acentuadamente.
As propriedades químicas do alumínio como uma substância simples são determinadas por sua capacidade de reagir com:
- ácidos;
- alcalino;
- halogênios;
- cinza.
Não interage com a água em condições normais. Ao mesmo tempo, a partir de halogênios, sem aquecimento, reage apenas com iodo. Outras reações requerem temperatura.
É possível dar exemplos ilustrando as propriedades químicas do alumínio. Equações de reação de interação com:
- ácidos - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
álcalis - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogênios - AL + Hal=ALHal3;
- cinza - 2AL + 3S=AL2S3.
Em geral, a propriedade mais importante da substância em questão é sua alta capacidade de restaurar outros elementos de seus compostos.
Capacidade Restaurativa
As propriedades redutoras do alumínio são bem traçadas nas reações de interação com óxidos de outros metais. Ele os extrai facilmente da composição da substância e permite que eles existam de forma simples. Por exemplo: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
Na metalurgia, existe toda uma técnica de obtenção de substâncias,com base em tais respostas. Chama-se aluminotermia. Portanto, na indústria química, esse elemento é utilizado justamente para obter outros metais.
Espalhado na natureza
Em termos de prevalência entre outros elementos metálicos, o alumínio ocupa o primeiro lugar. Seu conteúdo na crosta terrestre é de 8,8%. Se comparado com não-metais, seu lugar será o terceiro, depois do oxigênio e do silício.
Devido à sua alta atividade química, não é encontrado em sua forma pura, mas apenas como parte de vários compostos. Então, por exemplo, existem muitos minérios, minerais, rochas, que incluem o alumínio. No entanto, é extraído apenas de bauxitas, cujo conteúdo não é muito alto na natureza.
As substâncias mais comuns que contêm o metal em questão:
- feldspato;
- bauxitas;
- granitos;
- sílica;
- aluminossilicatos;
- bas altos e outros.
Em pequena quantidade, o alumínio é necessariamente parte das células dos organismos vivos. Algumas espécies de musgos e vida marinha são capazes de acumular esse elemento dentro de seus corpos durante suas vidas.
Receber
As propriedades físicas e químicas do alumínio permitem obtê-lo apenas de uma maneira: por eletrólise de uma fusão do óxido correspondente. No entanto, este processo é tecnologicamente complexo. O ponto de fusão de AL2O3 é superior a 2000 0C. Por isso, não pode ser eletrolisado diretamente. entãoproceda da seguinte forma.
- Bauxitas são extraídas.
- Limpe-os de impurezas, deixando apenas óxido de alumínio.
- Então a criolita é derretida.
- Adicione óxido lá.
- Esta mistura é eletrolisada e obtém-se alumínio puro e dióxido de carbono.
O rendimento do produto é de 99,7%. No entanto, é possível obter um metal ainda mais puro, que é utilizado para fins técnicos.
Aplicativo
As propriedades mecânicas do alumínio não são boas o suficiente para serem usadas em sua forma pura. Portanto, as ligas baseadas nesta substância são mais frequentemente usadas. Existem muitos deles, podemos citar os mais básicos.
- Duralumínio.
- Alumínio-manganês.
- Alumínio-magnésio.
- Alumínio-cobre.
- Silumins.
- Avial.
Sua principal diferença é, obviamente, aditivos de terceiros. Todos eles são baseados em alumínio. Outros metais tornam o material mais durável, resistente à corrosão, resistente ao desgaste e maleável.
Existem várias áreas principais de aplicação do alumínio tanto na forma pura quanto na forma de seus compostos (ligas).
- Para fazer arame e papel alumínio usados em casa.
- Fabricação de panelas.
- Indústria aeronáutica.
- Construção Naval.
- Construção e arquitetura.
- Indústria espacial.
- Construção de reatores.
Junto com o ferro e seusligas de alumínio - o metal mais importante. São esses dois representantes do sistema periódico que encontraram o uso industrial mais extensivo nas mãos humanas.
Propriedades do hidróxido de alumínio
Hidróxido é o composto mais comum que forma o alumínio. Suas propriedades químicas são as mesmas do próprio metal - é anfotérico. Isso significa que é capaz de exibir uma natureza dupla, reagindo com ácidos e álcalis.
O próprio hidróxido de alumínio é um precipitado gelatinoso branco. É fácil obtê-lo reagindo um sal de alumínio com álcali ou hidróxido de amônio. Quando reagido com ácidos, este hidróxido dá o sal e água correspondentes usuais. Se a reação prossegue com álcali, formam-se hidroxocomplexos de alumínio, cujo número de coordenação é 4. Exemplo: Na[Al(OH)4] - tetrahidroxoaluminato de sódio.
