Алюминий
Алюминий (квасцы) - 13 элемент периодической таблицы элементов, 13 группы в современной классификации. Он обладает относительно низкой электропроводностью, но наименьшей плотностью среди других металлов. В природе алюминий встречается в виде стабильного изотопа Al27.
Он ценится за высокую коррозийную стойкость и лёгкость. На поверхности изделий алюминия образуется тонкая оксидная плёнка оксидов, которая и защищает металл от дальнейшего окисления. Некоторые алюминиевые сплавы обладают большой твердостью, тугоплавкостью и жаропрочностью и проявляют другие полезные качества, в виду образования алюминидов (интерметаллических сплавов).
Получение алюминия
Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими металлами, восстановление алюминия до металла из природных оксидов и алюмосиликатов более сложно в связи с его высокой реакционной способностью и с высокой температурой плавления всех его руд, например таких, как бокситы, корунды.
Обычное восстановление до металла обжигом оксида с углеродом (как например, в металлургических процессах восстановления железа) - невозможно, так как сродство к кислороду у алюминия выше, чем у углерода.
Возможно получение алюминия посредством неполного восстановления алюминия с образованием промежуточного продукта - карбида алюминия Al4C3, который далее подвергается разложению при 1900-2000 °С с образованием металлического алюминия. Этот способ производства алюминия изучается, предполагается, что он более выгоден, чем классический электролитический способ производства алюминия процесс Холла - Эру, так как требует меньших энергозатрат и приводит к образованию меньшего количества CO2.
Область применения
Полуфабрикаты из алюминия:
- Алюминиевый уголок
- Алюминиевый пруток
- Алюминиевый лист
- Алюминиевая проволока
- Алюминиевая чушка
- Алюминиевая труба
- Алюминиевая плита
Алюминий применяется в строительстве, электротехнике, кораблестроении, на производстве холодильных установок, для нужд народного хозяйства. В электротехнике он применяется при изготовлении проводников, корпусов, диодов охладителей. Для защиты металлических изделий от коррозии, алюминий наносят разными способами на их поверхность. Порошок алюминия применяется при производстве металлов, сплавов, а также ячеистого бетона. Большая же часть алюминия выпускается в виде сплавов, так как чистый металл слишком мягок.
Характеристики алюминия
Свойства атома |
Химические свойства |
Термодинамические свойства простого вещества |
Кристаллическая решётка простого вещества |
Прочие характеристики |
Имя, символ, номер Алюминий / Aluminium (Al), 13 |
Ковалентный радиус 121±4 пм |
Термодинамическая фаза Твёрдое вещество |
Структура решётки кубическая гранецентрированая |
Теплопроводность (300 K) 237 Вт/(м·К) |
Группа, период, блок 13, 3 |
Радиус Ван-дер-Ваальса 184 пм |
Плотность (при н. у.) 2,6989 г/см³ |
Параметры решётки 4,050 Å |
Скорость звука 5200 м/с |
Атомная масса 26,981539 а. е. м. (г/моль) |
Радиус иона 51 (+3e) пм |
Температура плавления 660 °C, 933,5 K |
Температура Дебая 394 K |
|
Электронная конфигурация [Ne] 3s2 3p1 |
Электроотрицательность 1,61 (шкала Полинга) |
Температура кипения 2518,82 °C, 2792 K |
||
Электроны по оболочкам 2, 8, 3 |
Электродный потенциал -1,66 В |
Теплота плавления 10,75 кДж/моль |
||
Радиус атома 143 пм |
Степени окисления 3, 1 и 2 — менее характерны и проявляются в газовой фазе при температуре выше 800°C |
Теплота испарения 284,1 кДж/моль |
||
Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 215*10-25 м2 |
Энергия ионизации 1-я: 577.5 кДж/моль (эВ) |
Молярная теплоёмкость 24,35[1] Дж/(K·моль) |
||
Молярный объём 10,0 см³/моль |