Химические свойства алюминия

Одним из распространённых элементов планеты является алюминий. Физические и химические свойства алюминия применяются в промышленности. Все, что необходимо знать, про этот металл вы найдете в нашей статье.

Строение атома

Алюминий – это 13 элемент периодической таблицы. Он находится в третьем периоде, III группе, главной подгруппе.

Свойства и применение алюминия связаны с его электронным строением. Атом алюминия имеет положительно заряженное ядро (+13) и 13 отрицательно заряженных электронов, располагающихся на трёх энергетических уровнях. Электронная конфигурация атома – 1s22s22p63s23p1.

На внешнем энергетическом уровне находится три электрона, которые определяют постоянную валентность III. В реакциях с веществами алюминий переходит в возбуждённое состояние и способен отдавать все три электрона, образуя ковалентные связи. Как и другие активные металлы, алюминий является мощным восстановителем.

Строение атома алюминия

Рис. 1. Строение атома алюминия.

Алюминий – амфотерный металл, образующий амфотерные оксиды и гидроксиды. В зависимости от условий соединения проявляют кислотные или основные свойства.

Физическое описание

Алюминий обладает:

  • лёгкостью (плотность 2,7 г/см3);
  • серебристо-серым цветом;
  • высокой электропроводностью;
  • ковкостью;
  • пластичностью;
  • температурой плавления – 658°C;
  • температурой кипения – 2518,8°C.

Из металла делают жестяные ёмкости, фольгу, проволоку, сплавы. Алюминий используют при изготовлении микросхем, зеркал, композитных материалов.

Жестяные ёмкости

Рис. 2. Жестяные ёмкости.

Алюминий – парамагнетик. Металл притягивается магнитом только в присутствии магнитного поля.

Химические свойства

На воздухе алюминий быстро окисляется, покрываясь оксидной плёнкой. Она защищает металл от коррозии, а также препятствует взаимодействию с концентрированными кислотами (азотной, серной).

Поэтому кислоты хранят и перевозят в алюминиевой таре.

При обычных условиях реакции с алюминием возможны только после удаления оксидной плёнки. Большинство реакций протекают при высоких температурах.

Основные химические свойства элемента описаны в таблице.

Реакция

Описание

Уравнение

С кислородом

Горит при высоких температурах с выделением тепла

4Al + 3O2 → 2Al2O3

С неметаллом

Взаимодействует с серой при температуре выше 200°С, с фосфором – при 500°С, с азотом – при 800°С, с углеродом – при 2000°С

– 2Al + 3S → Al2S3;

– Al + P → AlP;

– 2Al + N2 → 2AlN;

– 4Al + 3C → Al4C3

С галогенами

Реагирует при обычных условиях, с йодом – при нагревании в присутствии катализатора (воды)

– 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3;

– 2Al + 3I2 → 2AlI3;

– 2Al + 3Br2 → 2AlBr3

С кислотами

Реагирует с разбавленными кислотами при обычных условиях, с концентрированными – при нагревании

– 2Al + 3H2SO4(разбав.) → Al2(SO4)3 + 3H2;

– Al + 6HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Со щелочами

Реагирует с водными растворами щелочей и при сплавлении

– 2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2;

– 2Al + 6KOH → 2KAlO2 + 2K2O + 3H2

С оксидами

Вытесняет менее активные металлы

2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3

Алюминий не реагирует непосредственно с водородом. Реакция с водой возможна после снятия оксидной плёнки.

Реакция алюминия с водой

Рис. 3. Реакция алюминия с водой.

Что мы узнали?

Алюминий – амфотерный активный металл с постоянной валентностью. Обладает небольшой плотностью, высокой электропроводностью, пластичностью. Притягивается магнитом только в присутствии магнитного поля. Алюминий реагирует с кислородом, образуя защитную плёнку, которая препятствует реакциям с водой, концентрированными азотной и серной кислотами. При нагревании взаимодействует с неметаллами и концентрированными кислотами, при обычных условиях – с галогенами и разбавленными кислотами. В оксидах вытесняет менее активные металлы. Не реагирует с водородом.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3. Всего получено оценок: 212.

Предметы