Характеристика алюминия химия – Алюминий – общая характеристика элемента, химические свойства » HimEge.ru

alexxlab | 26.06.2020 | 0 | Разное

Содержание

Химические свойства алюминия.

Алюминий — амфотерный металл. Электронная конфигурация атома алюминия 1s22s22p63s23p1. Таким образом, на внешнем электронном слое у него находятся три валентных электрона: 2 — на 3s- и 1 — на 3p-подуровне. В связи с таким строением для него характерны реакции, в результате которых атом алюминия теряет три электрона с внешнего уровня и приобретает степень окисления +3. Алюминий является высокоактивным металлом и проявляет очень сильные восстановительные свойства.

Взаимодействие алюминия с простыми веществами

с кислородом

При контакте абсолютно чистого алюминия с воздухом атомы алюминия, находящиеся в поверхностном слое, мгновенно взаимодействуют с кислородом воздуха и образуют тончайшую, толщиной в несколько десятков атомарных слоев, прочную оксидную пленку состава Al2O3, которая защищает алюминий от дальнейшего окисления. Невозможно и окисление крупных образцов алюминия даже при очень высоких температурах. Тем не менее, мелкодисперсный порошок алюминия довольно легко сгорает в пламени горелки:

4Аl + 3О2 = 2Аl2

О3

с галогенами

Алюминий очень энергично реагирует со всеми галогенами. Так, реакция между перемешанными порошками алюминия и йода протекает уже при комнатной температуре после добавления капли воды в качестве катализатора. Уравнение взаимодействия йода с алюминием:

2Al + 3I2 =2AlI3

С бромом, представляющим собой тёмно-бурую жидкость, алюминий также реагирует без нагревания. Образец алюминия достаточно просто внести в жидкий бром: тут же начинается бурная реакция с выделением большого количества тепла и света:

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

Реакция между алюминием и хлором протекает при внесении нагретой алюминиевой фольги или мелкодисперсного порошка алюминия в заполненную хлором колбу. Алюминий эффектно сгорает в хлоре в соответствии с уравнением:

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3

с серой

При нагревании до 150-200 оС или после поджигания смеси порошкообразных алюминия и серы между ними начинается интенсивная экзотермическая реакция с выделением света:

сульфид алюминия

с азотом

При взаимодействии алюминия с азотом при температуре около 800 oC образуется нитрид алюминия:

с углеродом

При температуре около 2000oC алюминий взаимодействует с углеродом и образует карбид (метанид) алюминия, содержащий углерод в степени окисления -4, как в метане.

Взаимодействие алюминия со сложными веществами

с водой

Как уже было сказано выше, стойкая и прочная оксидная пленка из Al2O3 не дает алюминию окисляться на воздухе. Эта же защитная оксидная пленка делает алюминий инертным и по отношению к воде. При снятии защитной оксидной пленки с поверхности такими методами, как обработка водными растворами щелочи, хлорида аммония или солей ртути (амальгирование), алюминий начинает энергично реагировать с водой с образованием гидроксида алюминия и газообразного водорода:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

с оксидами металлов

После поджигания смеси алюминия с оксидами менее активных металлов (правее алюминия в ряду активности) начинается крайне бурная сильно-экзотермическая реакция. Так, в случае взаимодействия алюминия с оксидом железа (III) развивается температура 2500-3000

оС. В результате этой реакции образуется высокочистое расплавленное железо:

2AI + Fe2O3 = 2Fe + Аl2О3

Данный метод получения металлов из их оксидов путем восстановления алюминием называется алюмотермией или алюминотермией.

с кислотами-неокислителями

Взаимодействие алюминия с кислотами-неокислителями, т.е. практически всеми кислотами, кроме концентрированной серной и азотной кислот, приводит к образованию соли алюминия соответствующей кислоты и газообразного водорода:

а) 2Аl + 3Н2SO4(разб.) = Аl2(SO4)3 + 3H2

2Аl0 + 6Н+ = 2Аl3+ + 3H20;

б) 2AI + 6HCl = 2AICl3 + 3H2

с кислотами-окислителями
-концентрированной серной кислотой

Взаимодействие алюминия с концентрированной серной кислотой в обычных условиях, а также низких температурах не происходит вследствие эффекта, называемого пассивацией. При нагревании реакция возможна и приводит к образованию сульфата алюминия, воды и сероводорода, который образуется в результате восстановления серы, входящей в состав серной кислоты:

Такое глубокое восстановление серы со степени окисления +6 (в H2SO4) до степени окисления -2 (в H2S) происходит благодаря очень высокой восстановительной способности алюминия.

— концентрированной азотной кислотой

Концентрированная азотная кислота в обычных условиях также пассивирует алюминий, что делает возможным ее хранение в алюминиевых емкостях. Так же, как и в случае с концентрированной серной, взаимодействие алюминия с концентрированной азотной кислотой становится возможным при сильном нагревании, при этом преимущественно протекает реакция:

— разбавленной азотной кислотой

Взаимодействие алюминия с разбавленной по сравнению с концентрированной азотной кислотой приводит к продуктам более глубокого восстановления азота. Вместо NO в зависимости от степени разбавления могут образовываться N2O и NH4NO3:

8Al + 30HNO3(разб.) = 8Al(NO

3)3 +3N2O↑ + 15H2O

8Al + 30HNO3(оч. разб) = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

со щелочами

Алюминий реагирует как с водными растворами щелочей:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2

так и с чистыми щелочами при сплавлении:

В обоих случаях реакция начинается с растворения защитной пленки оксида алюминия:

Аl2О3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]

Аl2О3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + Н2О

В случае водного раствора алюминий, очищенный от защитной оксидной пленки, начинает реагировать с водой по уравнению:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

Образующийся гидроксид алюминия, будучи амфотерным, реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием растворимого тетрагидроксоалюмината натрия:

Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]

scienceforyou.ru

общая характеристика, строение; свойства и получение — урок. Химия, 8–9 класс.

Алюминий как атом и химический элемент

Алюминий находится в \(IIIA\) группе Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

Строение электронной оболочки атома алюминия — [Ne]3s23p1.

 

На внешнем электронном уровне атом содержит \(3\) электрона.

 

Поэтому в своих соединениях алюминий всегда проявляет только одну степень окисления, равную \(+3\).

 

Обрати внимание!

По распространённости в земной коре алюминий занимает третье место после кислорода и кремния, а среди металлов — первое.

В земной коре алюминий встречается только в составе соединений.

 

Основные природные минералы алюминия:

  • боксит, состав которого можно примерно выразить формулой Al2O3 \(•\) xh3O,
  • нефелин (Na,K)O2  \(•\) Al2O3 \(•\) 2h3O,
  • каолинит Al2O3 \(•\) SiO2 \(•\) 2h3O.

Каолинит — образец многочисленных алюмосиликатов, включающих преимущественно атомы кремния и кислорода, которые очень широко распространены в природе.

Физические свойства

В свободном состоянии алюминий — светлый блестящий металл, лёгкий, относительно мягкий, легкоплавкий, имеет высокую тепло- и электропроводность.

 

Алюминий является химически активным металлом, однако при обычных условиях он устойчив на воздухе и сохраняет свой металлический блеск длительное время. Это объясняется тем, что поверхность алюминия покрыта тонкой, невидимой глазу, прозрачной, но плотной плёнкой оксида алюминия, которая препятствует взаимодействию алюминия с компонентами атмосферы (парами воды и кислородом).

 

Свойства алюминия обусловили его широкое применение и необходимость получения алюминия в свободном виде.

В лабораторных условиях небольшое количество алюминия можно получить путём восстановления хлорида алюминия калием при высокой температуре:

 

AlCl3+3K=t3KCl+Al.

 

Так был впервые получен алюминий.

 

В промышленных условиях алюминий получают из бокситов. При нагревании бокситов образуется оксид алюминия. Восстановить алюминий из оксида с помощью традиционных восстановителей практически невозможно, поэтому его получают методом
электролиза
.

 

При этом на катоде восстанавливается алюминий, а на аноде — окисляется кислород.

 

Суммарная реакция электролиза выражается уравнением:


2Al2O3=4Al+3O2↑.

www.yaklass.ru

Химические свойства алюминия — урок. Химия, 8–9 класс.

Судя по положению алюминия в ряду активности металлов, он обладает высокой активностью.

Но в реакциях (например, с кислородом или водой) на поверхности алюминия сразу образуется защитная оксидная пленка, металл пассивируется.

Как можно обеспечить постоянный доступ реагентов к поверхности металла?

 

Если царапать поверхность алюминия чем-нибудь твёрдым, оксидная плёнка вновь очень быстро образуется, и реакция прекратится.

 

Есть другой способ. Можно использовать способность алюминия образовывать амальгаму — сплав с ртутью, с которой плёнка оксида алюминия легко удаляется.

Если погрузить алюминий на несколько секунд в подкисленный раствор хлорида или нитрата ртути(\(II\)), то произойдёт реакция замещения, и получится металлическая ртуть, которая осаждается на поверхности алюминия и образует с ним амальгаму:

 

\(Al + Hg = Al(Hg)\).

 

При нагревании алюминий активно реагирует с кислородом, серой, галогенами:

 

2Al+3S=tAl2S3.

 

При взаимодействии алюминия с иодом нагревания не требуется, а катализатором реакции является капля воды:

 

2Al+3I2=2AlI3.

 

Нагретые алюминиевые стружки реагируют с парами воды:

 

2Al+3h3O=tAl2O3+3h3↑.

 

Алюминий легко растворяется в разбавленных кислотах:

 

2Al+3h3SO4=Al2(SO4)3+3h3↑.

 

Обрати внимание!

Концентрированные азотная и серная кислоты не взаимодействуют с алюминием.

Они пассивируют его поверхность из-за образования плотной плёнки оксида алюминия.

 

Обрати внимание!

В избытке растворов щелочей алюминий растворяется с образованием комплексных солей:

 

2Al+6NaOH+6h3O=2Na3[Al(OH)6]+3h3↑.

При высокой температуре алюминий взаимодействует с оксидами других металлов с образованием металла и оксида алюминия. Этот метод получения металлов называют алюмотермией. С помощью этого метода можно получить марганец, железо и другие металлы в лабораторных условиях:

 

3Fe3O4+8Al=t4Al2O3+9Fe.

www.yaklass.ru

Алюминий и его характеристики

Общая характеристика алюминия

Алюминий – самый распространенный в земной коре металл. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд и многих других минералов. Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8% (масс.).

Алюминий – серебристо-белый (рис. 1) легкий металл. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы.

При комнатной температуре алюминий не изменяется на воздухе, но лишь потому, что его поверхность покрыта тонкой пленкой оксида, обладающего очень сильным защитным действием.

Рис. 1. Алюминий. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса алюминия

Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии алюминий существует в виде одноатомных молекул Al, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 26,9815.

Изотопы алюминия

Известно, что в природе алюминий может находиться в виде одного стабильного изотопа 27Al. Массовое число равно 27. Ядро атома изотопа алюминия 27Al содержит тринадцать протонов и четырнадцать нейтронов.

Существуют радиоактивные изотопы алюминия с массовыми числами от 21-го до 42-х, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 26Al, период полураспада которого составляет 720 тысяч лет.

Ионы алюминия

На внешнем энергетическом уровне атома алюминия имеется три электрона, которые являются валентными:

1s22s22p63s21.

В результате химического взаимодействия алюминий отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Al0-3e → Al3+.

Молекула и атом алюминия

В свободном состоянии алюминий существует в виде одноатомных молекул Al. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу алюминия:

Энергия ионизации атома, эВ

5,99

Относительная электроотрицательность

1,61

Радиус атома, нм

0,143

Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль

329,1

Сплавы алюминия

Основное применение алюминия – производство сплавов на его основе. Легирующие добавки (например, медь, кремний, магний, цинк, марганец) вводят в алюминий главным образом для повышения его прочности.

Широкое применение имеют дуралюмины, содержащие медь и магний, силумины, в которых основной добавкой служит кремний, магналий (сплав алюминия с 9,5-11,5% магния).

Алюминий – одна из наиболее распространенных добавок в сплавах на основе меди, магния, титана, никеля, цинка и железа.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Алюминий. Характеристика элемента. Нахождение в природе. Физические и химические свойства алюминия.

Сценарий урока

Алюминий. Характеристика элемента. Нахождение в природе.

Физические и химические свойства алюминия.

Цель: Расширить знания учащихся об алюминии, изучить физические и химические свойства алюминия, экспериментально доказать его амфотерность, ознакомить учащихся с нахождением алюминия в природе, показать его практическое значение в нашей жизни.

Развивать логическое мышление, умение экспериментальной работы во время проведения лабораторных опытов, применять теоретические знания при решении упражнений.

Формировать у учащихся чувство ответственности за соблюдение правил безопасности жизнедеятельности при проведении химического эксперимента. Формировать научное мировоззрение у учащихся.

Оборудование и материалы: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, электрохимический ряд напряжений металлов, таблица растворимости кислот, оснований и солей, алюминий, растворы соляной кислоты, гидроксида натрия, хлорида меди (II).

Базовые понятия и термины: металлы, металлическая кристаллическая решётка, электронная оболочка, амфотерность.

Тип урока: усвоение нового материала

I Организационный этап

II Актуализация опорных знаний

Учащиеся выполняют задания по вариантам, взаимно проверяют работы и выставляют оценки.

Задание: Закончить возможные уравнения химических реакций:

Вариант I

  1. Na + H2O

  2. Fe + Cl2

  3. CаO + CO2

  4. Ca(OH)2 + HBr 

  5. K2O + MgO 

  6. Mg + H2SO4

Вариант II

  1. CaO + H2SO4

  2. Fe + HCl 

  3. K + S 

  4. NaOH + SO3

  5. KCl + Ca(OH)2

  6. Na + Br2

III Мотивация учебной деятельности

На предыдущих уроках были рассмотрены строение и свойства типичных металлов. На данном уроке рассмотрим строение и свойства ещё одного металла, без которого не мыслима современная жизнь.

Два тысячелетия тому римскому императору Тиберию неизвестный подарил очень лёгкую вазу, изготовленную из металла, похожего на серебро. Мастер рассказал, что этот металл он получил из глинистой земли. Тиберий испугался, что новый металл обесценит серебро и золото, и приказал отрубить мастеру голову, а его лабораторию уничтожить, чтобы никто не узнал о способе получения нового металла.

Наполеон III, когда устраивал приёмы для важных гостей, пользовался посудой из этого металла.

В начале XX столетия один монарх имел праздничную одежду с пуговицами из этого металла.

О каком металле пойдёт речь?

IV Изучение нового материала

Фронтальная беседа

  1. Какие элементы расположены в III группе главной подгруппы?

  2. Что общего в строении атомов этих элементов? Изобразите строение атомов бора, алюминия, галлия по рядам.

  3. Какие изменения в свойствах элементов, радиусов и электроотрицательностей их атомов наблюдаются в III А группе? Поясните эти изменения.

  4. Составьте формулы высших оксидов, гидроксидов. Определите валентности, степени окисления.

  5. В чём состоит особенность строения атома алюминия?

  6. Выскажите предположение по поводу свойств этого элемента.

  7. Сравните свойства алюминия и магния.

  8. Дайте характеристику металлической связи.

  9. Определите модель кристаллической решётки алюминия.

Нахождение в природе

Проблемный вопрос: Существует ли в природе самородный алюминий? Для ответа используйте ряд напряжений металлов.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

каолин Al2O3.2SiO2.2H2O

бокситы Al2O3.3H2O

нефелин NaAlSiO4

криолит Na3AlF6

Немного истории.

В Китае есть гробница известного полководца Чжоу Чжу, который умер в начале III столетия. В XX веке был сделан спектральный анализ орнамента гробницы и определён его состав: сплав содержал 85% алюминия.

Д.И.Менделееву подарили дорогие весы, значительная часть деталей в которых была сделана из алюминия. Алюминиевые вещи были дорогими, потому что был неизвестен выгодный промыщленный способ получения алюминия. Его открыли лишь в XX веке.

В настоящее время алюминий получают из глинозёма в расплаве криолита путём электролиза.

Физические свойства алюминия

Демонстрация: Поверхность алюминиевого изделия царапаем лезвием ножа: свежий срез ярко блестит.

Работа с учебником и дополнительной литературой по физическим свойствам алюминия.

Алюминий серебристо-белый металл, ковкий, легко вытягивается в проволоку, tпл = 650 °C, tкип = 2520 °C. При комнатной температуре алюминий не изменяется, потому что его поверхность покрыта тонкой оксидной плёнкой, которая оказывает сильное защитное действие.

Ответьте на вопрос: почему ложки, вилки, кастрюли, вазы изготавливают из алюминия?

Демонстрация механической прочности оксидной плёнки.

Нагреваем алюминиевую проволоку и отмечаем, что алюминий плавиться, но не течёт.

Химические свойства алюминия

Проблемный вопрос: Можно ли хранить раствор соды в алюминиевой посуде? Можно ли ставить скисать молоко в алюминиевой посуде?

Фронтальная беседа

  1. Какие общие химические свойства характерны для металлов?

  2. Будут ли перечисленные свойства проявлять алюминий?

  3. Кроме перечисленных свойств, какие ещё свойства будут характерны для алюминия?

Учащиеся записывают уравнения реакций, характеризующих взаимодействие алюминия с неметаллами

Лабораторный опыт: Учащиеся проводят химические реакции и записывают уравнения реакций, подтверждающих взаимодействие алюминия с растворами кислот.

Фронтальная беседа

Вспомните, что происходит, если алюминиевую кастрюлю с водой нагревать, мыть алюминиевую столовую посуду в тёплой воде. Почему?

Проблемный вопрос: Почему алюминий, находящийся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, после магния, должен характеризоваться значительной активностью, но не взаимодействует с водой при нагревании и пассивен?

Лабораторный опыт: Учащиеся изучают взаимодействие алюминия с раствором щёлочи.

Проблемный вопрос: Почему во время долгого путешествия еду заворачивают в алюминиевую фольгу?

Рассматриваем взаимодействие алюминия с оксидами металлов.

Применение алюминия

Алюминий и его сплавы широко применяются в народном хозяйстве благодаря лёгкости и устойчивости к воздействию воздуха и воды. В виде разных сплавов алюминий применяется в авиации (дюралюминий), в судостроении (магналин), в машиностроении (силумин), в строительстве, в приборостроении. Его применяют для получения металлов и неметаллов.

V Закрепление изученного материала

1. Осуществите цепочку превращения:

Al Al2(SO4)3  AlCl3

2. Объясните наличие хорошей электропроводности алюминия.

3. 24г смеси алюминия с медью обработали соляной кислотой и собрали 14,8л водорода (н.у.). Определите процентный состав смеси.

4.Напишите уравнения реакций, согласно которым протекают нижеприведенные превращения:

а/ Al3+  Al0

б/ Al0  Al2S3

в/ Al3+  Al(OH)3

VI Подведение итогов

VII Домашнее задание: изучить конспект,

Решить задачу:

Сколько потребуется алюминия для получения железа из 1кг железной руды, содержащей 80 % оксида железа (III)

Выполнить упражнение:

Осуществить цепочку превращения:

Al  AlCl3  Al(OH)3 Al2(SO4)3

Приложение

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ

Физические свойства алюминия

Металлический блеск, серебристо-белый цвет, легкоплавкий (tпл = 660°C), лёгкий (ρ = 2,7 г/см3), высокая пластичность, высокая электропроводность и теплопроводность.

Химические свойства алюминия

  1. Взаимодействие с неметаллами

4Al + 3O2 = 2Al2O3

2Al + 3I2 = 2AlI3

2Al + 3S = Al2S3

  1. Взаимодействие с водой

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

  1. Взаимодействие с кислотами

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

4. Взаимодействие со щелочами

Al + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[Al(OH)6] + 3H2

или

Al + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Так как алюминий взаимодействует и с кислотами и со щелочами, значит, он обладает амфотерными свойствами.

5. Взаимодействие с солями

2Al + 3CuCl2 = 2AlCl3 + 3Cu

6. Взаимодействие с оксидами металлов

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 +9Fe

Этот метод получения металлов называется алюмотермией.

infourok.ru

«Характеристика химического элемента алюминия по положению в Переодической системе. Получение алюминия».

Урок в 9 классе

Тип урока. Комбинированный.

Задачи:

Образовательные:

1. Актуализировать знания учащихся о строении атома, физических смыслах порядкового номера, номера группы, номера периода на примере алюминия.

2. Сформировать у учащихся знания о том, что алюминию в свободном состоянии присущи особые, характерные физические и химические свойства.

Развивающие:

1. Возбудить интерес к изучению науки путем предоставления кратких исторических и научных сообщений о прошлом, настоящем и будущем алюминия.

2. Продолжить формирование исследовательских навыков учащихся при работе с литературой, выполнением лабораторной работы.

3. Расширить понятие амфотерности раскрытием электронного строения алюминия, химических свойств его соединений.

Воспитательные:

1. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, предоставляя сведения о возможном использовании алюминия вчера, сегодня, завтра.

2. Формировать умения работать коллективом у каждого учащегося, считаться с мнением всей группы и отстаивать свое корректно, выполняя лабораторную работу.

3. Знакомить учащихся с научной этикой, честностью и порядочностью естествоиспытателей прошлого, предоставляя сведения о борьбе за право быть первооткрывателем алюминия.

ПОВТОРЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО МАТЕРИАЛЛА по темам щелочные и щелочноземельные М (ПОВТОРЕНИЕ):

  1. Какое количество электронов на внешнем энергетическом уровне щелочных и щелочноземельных М?

  2. Какие продукты образуются при взаимодействии с кислородом натрия или калия? (пероксид), способен ли литий в реакции с кислородом давать пероксид? (нет, в результате реакции образуется оксид лития.)

  3. Как получают оксиды натрия и калия? (прокаливанием пероксидов с соответствующими Ме, Пр: 2Na+Na2O2=2Na2O).

  4. Проявляют ли щелочные и щелочноземельные металлы отрицательные степени окисления? (нет, не имеют, так как являются сильными восстановителями.).

  5. Как изменяется радиус атома в главных подгруппах (сверху вниз) Переодической системы? (увеличивается), с чем это связано? (с увеличением числа энергетических уровней).

  6. Какие из изученных нами групп металлов легче воды? (у щелочных).

  7. При каких условиях идет образование гидридов у щелочноземельных металлов? (при высоких температурах).

  8. Какое вещество кальций или магний активнее реагирует с водой? (более активно реагирует кальций. Магний активно реагирует с водой только при нагревании ее до 1000С).

  9. Как изменяется растворимость гидроксидов щелочноземельных металлов в воде, в ряду от кальция до бария? (растворимость в воде увеличивается).

  10. Расскажите про особенности хранения щелочных и щелочноземельных металлов, почему их хранят именно так? (т.к. данные металлы очень реакциоспособны, то их хранят в таре под слоем керосина).

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по темам щелочные и щелочноземельные М:

КОНСПЕКТ УРОКА (ИЗУЧЕНЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА):

Учитель: Здравствуйте ребята, сегодня мы с вами переходим к изучению IIIА подгруппы. Перечислите элементы расположенные в IIIА подгруппе?

Обучаемые: Она включает в себя такие элементы как бор, алюминий, галлий, индий и таллий.

Учитель: Какое число электронов они содержат на внешнем энергетическом уровне, степени окисления?

Обучаемые: Три электрона, степень окисления +3, хотя для таллия более устойчивой является степень окисления +1.

Учитель: Металлические свойства элементов подгруппы бора выражены значительно слабее, чем у элементов подгруппы бериллия. Бор является неМ. В дальнейшем внутри подгруппы с возрастанием заряда ядра М свойства усиливаются. Аl – уже М, но не типичный. Его гидроксид обладает амфотерными свойствами.

Из М главной подгруппы III группы наибольшее значение имеет алюминий, свойства которого мы изучим подробно. Он интересен нам потому, что является переходным элементом.

studfiles.net

Алюминий. Характеристика | Учеба-Легко.РФ - крупнейший портал по учебе

Алюминий: строение атома, распространение в природе. Физические и химические свойства алюминия. Применение алюминия

Алюминий - металлический элемент главной подгруппы III группы 3 периода периодической системы химических элементов. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня его атома 3s23p1. При химических взаимодействиях в возбужденном состоянии он способен образовывать три ковалентных связи или полностью отдавать свои три электрона, проявляя в своих соединениях степень окисления +3. Итак, Алюминий является активным восстановителем.

Алюминий по распространенности занимает третье место среди других элементов. Массовая доля алюминия в земной коре составляет 8,5%. В природе он встречается только в виде соединений. Он входит в состав алюмосиликатов, к которым относятся: глины, слюды, полевые шпаты, в частности каолин. Промышленно важным алюминиевой рудой является боксит Al2O3 · nН2О. Алюминий входит в состав минерала корунда, который является кристаллическим алюминий оксидом Al2O3. Различные примеси способны оказывать корундовые разных цветов. зеленого, желтого, оранжевого, фиолетового и других цветов и оттенков. Его синяя разновидность называют сапфиром, а красный - рубином. И рубины, и сапфиры являются ценными камнями.

Простое вещество алюминий - блестящий серебристо-белый металл. Он обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, а также высокие тепло-и электропроводность. Температура плавления алюминия 660 ° С. Это достаточно легкий и пластичный металл. Из него можно производить тонкую проволоку и фольгу.

Химически алюминий очень активный. На воздухе он быстро окисляется и покрывается тонкой пленкой алюминия оксида. Оксидная пленка является достаточно прочной и предопределяет коррозионную стойкость алюминия. При нагревании на воздухе или в кислороде алюминий сгорает, образуя также алюминий оксид:

4Al + 3O2 = 2Al2O3.

Алюминий активно реагирует с другими неметаллами. При обычных условиях он взаимодействует с хлором и бромом, образуя соли, например, алюминий хлорид:

2Al + 3Сl2 = 2AlСl3.

Реакция алюминия с йодом происходит, если к смеси алюминиевого порошка с йодом добавить несколько капель воды, которая выполняет роль катализатора:

2Al + 3I2 = 2AlИ3.

При нагревании алюминий реагирует с серой, азотом, углеродом, например:

2Al + 3S = Al2S3.

В обычном состоянии алюминий покрыт защитной оксидной пленкой и устойчив к воздействию воды даже при нагревании. Если пленка алюминий оксида будет разрушена, то алюминий будет активно реагировать с водой с выделением газовать водорода:

2Al + 6Н2О = 2Al (OH)3 ↓ + 3Н2 ↑.

Алюминий реагирует с растворами кислот с образованием солей и водорода, например:

2Al + 6НСl = 2AlCl3 + 3Н2 ↑.

Концентрированные серная и нитратная кислоты пассивируют алюминий, то есть увеличивают прочность оксидной пленки. Таким образом, алюминий с ними не реагирует.

Оксидная пленка легко растворяется в щелочах и алюминий реагирует с растворами щелочей с выделением водорода:

2Al + 2NaOH +6Н2O = 2Na[Al(OH)4] + 3Н2 ↑.

Алюминий восстанавливает металлы из их оксидов при нагревании (Алюминотермия), например:

Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3.

Алюминий добывают путем электролиза глинозема растворенного в расплавленном криолите Na3 [AlF6].

Широкое применение алюминия обусловлено его свойствами. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью позволяет применять алюминий как проводник электрического тока. Алюминий и его сплавы используют практически во всех отраслях современной техники: в авиационной и автомобильной промышленности, железнодорожном и водном транспорте, машиностроении и т.д.. Благодаря высокой коррозионной стойкости алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства пищевых продуктов и некоторых химических веществ. Из полированного алюминия изготовляют зеркала и поверхности нагревательных и осветительных рефлекторов. Алюминий используют как розкисник сталей и других сплавов. Им восстанавливают металлы из их оксидов.

uclg.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о