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アルミニウム:化学的および物理的特性

処理するのに最も便利な材料の1つ金属です。彼らはまた彼ら自身のリーダーを持っています。そのため、例えば、アルミニウムの基本的な性質は長い間人々に知られていました。それらは家庭での使用に非常に適しているため、金属は非常に人気があります。この記事では、アルミニウムの単体および原子としての特性について考察します。

アルミニウム特性化学

アルミニウムの発見の歴史

長い間、人はそのつながりを知っていました問題の金属はカリウムミョウバンです。これは、混合物の成分を膨潤させて結合させることができる手段として使用されました。これは、皮革製品の製造にも必要でした。純粋な酸化アルミニウムの存在は、18世紀後半に知られるようになりました。しかし、純粋な物質は得られませんでした。

科学者H.K.エルステッドは、その塩化物から金属を分離した最初の人物でした。塩をカリウムアマルガムで処理し、混合物から灰色の粉末を分離したのは彼でした。それは純粋なアルミニウムでした。

同時に、アルミニウムの化学的性質は、その高い活性、強い還元能力に現れることが明らかになりました。したがって、長い間、誰も彼と一緒に働いていませんでした。

アルミニウムの化学的性質

しかし、1854年にフランス人デビルは取得することができました溶融電解による金属インゴット。この方法は、この日に関連しています。特に貴重な材料の大量生産は、企業で大量の電力を得るという問題が解決された20世紀に始まりました。

今日、この金属は最も人気があり、建設および家庭用産業で使用されています。

アルミニウム原子の一般的な特性

検討中の元素を周期系での位置で特徴づけると、いくつかの点を区別することができます。

  1. シリアル番号は13です。
  2. 3番目のマイナー期間、3番目のグループ、メインサブグループにあります。
  3. 原子量は26.98です。
  4. 価電子の数は3です。
  5. 外層の構成は式3sで表されます。23p1.
  6. 元素名はアルミです。
  7. 金属特性は非常に顕著です。
  8. それは本質的に同位体を持たず、27の質量数で1つの形でのみ存在します。
  9. 化学記号はALで、式では「アルミニウム」と読みます。
  10. 酸化状態は1で、+ 3に相当します。

アルミニウムの化学的性質は完全に原子半径が大きく、電子との親和性が低いため、すべての活性金属と同様に強力な還元剤として作用することができるため、その原子の電子構造によって確認されます。

単体としてのアルミニウム:物性

アルミニウムを単純なものと言えば実体、それは銀白色の光沢のある金属です。空気中で急速に酸化し、緻密な酸化皮膜で覆われます。同じことが濃酸の作用でも起こります。

アルミニウムの物理的および化学的性質

そのような機能の存在はからの製品を作りますこの金属は耐食性があり、当然のことながら人にとって非常に便利です。したがって、建設でこのように広く使用されているのはアルミニウムです。この金属は非常に軽いが、強くて柔らかいという点で、この物質の特性も興味深い。このような特性の組み合わせは、すべての物質で利用できるわけではありません。

アルミニウムの特徴であるいくつかの基本的な物理的特性があります。

  1. 高い展性と延性。軽くて強くて非常に薄い箔はこの金属から作られ、ワイヤーに丸められます。
  2. 融点-660 0C.
  3. 沸点-2450 0C.
  4. 密度-2.7g / cm3.
  5. 結晶格子は、体積、面心、金属です。
  6. 接続のタイプは金属です。

アルミニウムの物理的および化学的性質そのアプリケーションと使用の領域を決定します。日常の側面について言えば、すでに上で説明した特性が重要な役割を果たします。アルミニウムは、軽量で耐久性があり、腐食防止用の金属として、航空機や造船に使用されています。したがって、これらのプロパティを知ることは非常に重要です。

アルミニウムの化学的性質

化学の観点から、問題の金属は純粋な物質であり、高い化学活性を発揮することができる強力な還元剤。主なことは、酸化膜を除去することです。この場合、アクティビティは急激に上昇します。

単体としてのアルミニウムの化学的性質は、以下と反応する能力によって決定されます。

  • 酸;
  • アルカリ;
  • ハロゲン;
  • グレー。

通常の状態では水と相互作用しません。同時に、加熱せずにハロゲンから、ヨウ素とのみ反応します。残りの反応には温度が必要です。

アルミニウムの還元特性

アルミニウムの化学的性質を説明するために例をあげることができます。相互作用の反応方程式:

  • -AL + HCL = AlCL3 + H2;
  • アルカリ --2Al + 6H2O + 2NaOH = Na [Al(OH)4] + 3H2;
  • ハロゲン -AL + Hal = ALHal3;
  • グレー --2AL + 3S = AL23.

一般に、問題の物質の最も重要な特性は、それらの化合物から他の元素を回収する高い能力です。

再生能力

アルミニウムの還元性は良好です他の金属の酸化物との相互作用の反応で追跡することができます。彼はそれらを物質の組成から簡単に抽出し、単純な形で存在させることができます。例:Cr2ああ3 + AL = AL2ああ3 + Cr。

冶金学では、取得するための全体的な方法があります同様の反応に基づく物質。それはアルミノテルミットと呼ばれます。したがって、化学産業では、この元素は他の金属を得るために正確に使用されます。

自然界での分布

とりわけ有病率によって金属元素、アルミニウムが1位です。地殻中の含有量は8.8%です。非金属と比較すると、酸素とシリコンに次いで3番目になります。

その高い化学活性のために、それはしません純粋な形で発生しますが、さまざまな化合物の組成でのみ発生します。したがって、たとえば、アルミニウムを含む多くの鉱石、鉱物、岩石が知られています。しかし、それはボーキサイトからのみ抽出され、その含有量は本質的に高すぎません。

アルミニウムの機械的性質

問題の金属を含む最も一般的な物質:

  • 長石;
  • ボーキサイト;
  • 花崗岩;
  • シリカ;
  • アルミノケイ酸塩;
  • 玄武岩など。

少量のアルミニウムが必要です生物の細胞の一部です。ライシーアムや海洋生物のいくつかの種は、生涯を通じてこの要素を体内に蓄積することができます。

取得

アルミニウムの物理的および化学的性質対応する酸化物の溶融物の電気分解によるという1つの方法でのみそれを得ることができます。ただし、このプロセスは技術的に複雑です。融点AL2ああ3 2000を超える 0C.このため、直接電解することはできません。したがって、次のように進めます。

  1. ボーキサイトが採掘されています。
  2. それらは不純物を取り除き、酸化アルミニウムだけを残します。
  3. その後、氷晶石が溶けます。
  4. そこに酸化物を追加します。
  5. この混合物は電気分解され、純粋なアルミニウムと二酸化炭素が得られます。
    アルミニウムの金属特性

製品の収率は99.7%です。ただし、技術的な目的で使用される、さらに純粋な金属を入手することは可能です。

アプリケーション

アルミニウムの機械的特性は、純粋な形で使用するには十分ではありません。したがって、この物質に基づく合金が最も頻繁に使用されます。それらの多くがあります、私たちは最も基本的なものに名前を付けることができます。

  1. ジュラルミン。
  2. アルミニウム-マンガン。
  3. アルミニウム-マグネシウム。
  4. アルミニウム-銅。
  5. シルミン。
  6. アビアル。

彼らの主な違いは、もちろん、サードパーティです添加剤。全体として、アルミニウムが基本です。他の金属は、材料をより耐久性があり、耐食性、耐摩耗性、そして加工の柔軟性を高めます。

純粋な形とその化合物(合金)の形の両方で、アルミニウムのいくつかの主要な応用分野があります。

  1. 日常生活で使用されるワイヤーやホイルの製造に。
  2. 食器作り。
  3. 航空機の建設。
  4. 造船。
  5. 建設と建築。
  6. 宇宙産業。
  7. 原子炉の作成。
    アルミニウム物質の特性

鉄とその合金とともに、アルミニウムは最も重要な金属です。人間の手で最も広範な産業用途を見つけたのは、周期表のこれら2つの代表です。

水酸化アルミニウムの特性

水酸化物は最も一般的な化合物ですアルミニウムを形成します。その化学的性質は金属自体のそれと同じです-それは両性です。これは、彼が酸とアルカリの両方と反応するという二重の性質を示すことができることを意味します。

水酸化アルミニウム自体は白いゼラチン状の堆積物。アルミニウム塩をアルカリまたは水酸化アンモニウムと反応させることで簡単に得ることができます。酸と反応すると、この水酸化物は通常の対応する塩と水を与えます。反応がアルカリで進行すると、配位数が4のアルミニウムヒドロキソ錯体が形成されます。例:Na [Al(OH)4]-テトラヒドロキソアルミン酸ナトリウム。

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