Los metales son uno de los materiales más convenientes para procesar. También tienen sus propios líderes. Por ejemplo, las propiedades básicas del aluminio se conocen desde hace mucho tiempo. Son tan adecuados para su uso en la vida cotidiana que este metal se ha vuelto muy popular. ¿Cuáles son las propiedades del aluminio como sustancia simple y como átomo? Las consideraremos en este artículo.
La historia del descubrimiento del aluminio
Durante mucho tiempo, el hombre ha conocido el compuesto del metal en cuestión: el alumbre de potasio. Se utilizaba como agente capaz de hinchar y unir los componentes de la mezcla; esto también era necesario en el aderezo de productos de cuero. La existencia del óxido de aluminio puro se conoció en el siglo XVIII, en su segunda mitad. Sin embargo, no se obtuvo sustancia pura.
Logró aislar el metal de su cloruro por primera vez el científico H. K. Oersted. Fue él quien trató la sal con amalgama de potasio y aisló un polvo gris de la mezcla, que era aluminio en estado puro.
Entonces quedó claro que las propiedades químicas del aluminio se manifiestan en su alta actividad, fuerte capacidad reductora. Por lo tanto, nadie más trabajó con él durante mucho tiempo.
Sin embargo, en 1854, el francés Deville pudo obtener lingotes de metal por electrólisis fundida. Este método sigue siendo relevante hoy en día. Especialmente la producción en masa de material valioso comenzó en el siglo XX, cuando se resolvieron los problemas de obtener una gran cantidad de electricidad en las empresas.
Hoy en día, este metal es uno de los más populares y utilizados en las industrias de la construcción y del hogar.
Características generales del átomo de aluminio
Si caracterizamos el elemento en cuestión por su posición en el sistema periódico, podemos señalar varios puntos.
- Número ordinal - 13.
- Ubicado en el tercer período menor, el tercer grupo, el subgrupo principal.
- Masa atómica - 26, 98.
- Número de electrones de valencia - 3.
- La configuración de la capa externa se expresa como 3s23p1.
- El nombre del elemento es aluminio.
- Las propiedades del metal son fuertes.
- No tiene isótopos en la naturaleza, solo existe en una forma, con un número de masa de 27.
- El símbolo químico es AL, se lee como "aluminio" en las fórmulas.
- El estado de oxidación es uno, igual a +3.
Las propiedades químicas del aluminio están plenamente confirmadas por la estructura electrónica de su átomo, ya que al tener un gran radio atómico y una baja afinidad electrónica, puede actuar como un fuerte agente reductor, como todos los metales activos.
El aluminio como sustancia simple: propiedades físicas
Si hablamos de aluminio, ¿qué talsustancia simple, es un metal brillante de color blanco plateado. En el aire, se oxida rápidamente y se cubre con una densa película de óxido. Lo mismo sucede con la acción de los ácidos concentrados.
La presencia de esta característica hace que los productos fabricados con este metal sean resistentes a la corrosión, lo que, por supuesto, es muy conveniente para las personas. Por lo tanto, es el aluminio el que encuentra una aplicación tan amplia en la construcción. Las propiedades de la sustancia también son interesantes porque este metal es muy ligero, a la vez que fuerte y suave. La combinación de tales características no está disponible para todas las sustancias.
Hay varias propiedades físicas básicas que son características del aluminio.
- Alto grado de maleabilidad y ductilidad. De este metal se fabrica una lámina ligera, fuerte y muy fina, también se enrolla en forma de alambre.
- Punto de fusión - 660 0C.
- Punto de ebullición - 2450 0C.
- Densidad - 2,7 g/cm3.
- Volumen de celosía cristalina centrado en las caras, metálico.
- Tipo de conexión - metal.
Las propiedades físicas y químicas del aluminio determinan las áreas de aplicación y uso. Si hablamos de aspectos cotidianos, entonces las características que ya consideramos anteriormente juegan un papel importante. Como metal ligero, duradero y anticorrosivo, el aluminio se utiliza en la construcción de aviones y barcos. Por lo tanto, es muy importante conocer estas propiedades.
Propiedades químicas del aluminio
Desde el punto de vistaquímica, el metal en cuestión es un fuerte agente reductor que es capaz de exhibir una alta actividad química, siendo una sustancia pura. Lo principal es eliminar la película de óxido. En este caso, la actividad aumenta considerablemente.
Las propiedades químicas del aluminio como sustancia simple están determinadas por su capacidad para reaccionar con:
- ácidos;
- álcali;
- halógenos;
- gris.
No interactúa con el agua en condiciones normales. Al mismo tiempo, a partir de halógenos, sin calentamiento, reacciona solo con yodo. Otras reacciones requieren temperatura.
Es posible dar ejemplos que ilustran las propiedades químicas del aluminio. Ecuaciones de reacción de interacción con:
- ácidos - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
álcalis - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halógenos - AL + Hal=ALHal3;
- gris - 2AL + 3S=AL2S3.
En general, la propiedad más importante de la sustancia en cuestión es su alta capacidad para restaurar otros elementos a partir de sus compuestos.
Capacidad restauradora
Las propiedades reductoras del aluminio están bien rastreadas en las reacciones de interacción con óxidos de otros metales. Los extrae fácilmente de la composición de la sustancia y les permite existir en una forma simple. Por ejemplo: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
En metalurgia, existe toda una técnica para la obtención de sustancias,en base a tales respuestas. Se llama aluminotermia. Por ello, en la industria química, este elemento se utiliza precisamente para obtener otros metales.
Difundir en la naturaleza
En términos de prevalencia entre otros elementos metálicos, el aluminio ocupa el primer lugar. Su contenido en la corteza terrestre es del 8,8%. Si se compara con los no metales, su lugar será el tercero, después del oxígeno y el silicio.
Debido a su alta actividad química, no se encuentra en su forma pura, sino solo como parte de varios compuestos. Entonces, por ejemplo, hay muchos minerales, minerales, rocas, que incluyen aluminio. Sin embargo, se extrae solo de bauxitas, cuyo contenido no es demasiado alto en la naturaleza.
Las sustancias más comunes que contienen el metal en cuestión:
- feldespatos;
- bauxitas;
- granitos;
- sílice;
- aluminosilicatos;
- bas altos y otros.
En una pequeña cantidad, el aluminio es necesariamente parte de las células de los organismos vivos. Algunas especies de musgos y vida marina pueden acumular este elemento dentro de sus cuerpos durante sus vidas.
Recibir
Las propiedades físicas y químicas del aluminio permiten obtenerlo de una sola forma: por electrólisis de una masa fundida del óxido correspondiente. Sin embargo, este proceso es tecnológicamente complejo. El punto de fusión de AL2O3 es superior a 2000 0C. Debido a esto, no se puede electrolizar directamente. Asi queproceda de la siguiente manera.
- Se extrae bauxita.
- Límpialas de impurezas, dejando solo óxido de aluminio.
- Luego se derrite la criolita.
- Agregue óxido allí.
- Esta mezcla se electroliza y se obtiene aluminio puro y dióxido de carbono.
El rendimiento del producto es del 99,7 %. Sin embargo, es posible obtener un metal aún más puro, que se utiliza con fines técnicos.
Solicitud
Las propiedades mecánicas del aluminio no son lo suficientemente buenas para usarse en su forma pura. Por lo tanto, las aleaciones basadas en esta sustancia son las más utilizadas. Hay muchos de ellos, podemos nombrar los más básicos.
- Duraluminio.
- Aluminio-manganeso.
- Aluminio-magnesio.
- Aluminio-cobre.
- Siluminas.
- Avial.
Su principal diferencia son, por supuesto, los aditivos de terceros. Todos ellos están basados en aluminio. Otros metales hacen que el material sea más duradero, resistente a la corrosión, resistente al desgaste y maleable.
Hay varias áreas principales de aplicación del aluminio tanto en forma pura como en forma de sus compuestos (aleaciones).
- Para fabricar alambre y láminas para uso doméstico.
- Fabricación de utensilios de cocina.
- Industria aeronáutica.
- Construcción naval.
- Construcción y arquitectura.
- Industria espacial.
- Construyendo reactores.
Junto con el hierro y susaleaciones de aluminio - el metal más importante. Son estos dos representantes del sistema periódico los que han encontrado el uso industrial más extenso en manos humanas.
Propiedades del hidróxido de aluminio
El hidróxido es el compuesto más común que forma el aluminio. Sus propiedades químicas son las mismas que las del propio metal: es anfótero. Esto significa que es capaz de exhibir una naturaleza dual, reaccionando tanto con ácidos como con álcalis.
El hidróxido de aluminio en sí mismo es un precipitado gelatinoso blanco. Es fácil de obtener haciendo reaccionar una sal de aluminio con hidróxido alcalino o de amonio. Cuando reacciona con ácidos, este hidróxido da la sal y el agua correspondientes habituales. Si la reacción procede con álcali, entonces se forman hidroxocomplejos de aluminio, en los que su número de coordinación es 4. Ejemplo: Na[Al(OH)4] - tetrahidroxoaluminato de sodio.
