История открытия алюминия и его важная роль в природе

Алюминий – один из самых распространенных металлов. Он используется во всех сферах нашей жизни. В данной статье вы сможете более подробно изучить его соединения, свойства и формулы. Узнать о гидроксидах алюминия и оксидах.

История открытия

Название произошло от латинского слова «alumen», что означает квасцы. В глубокой древности люди не знали о существование данного металла, но широко использовались соединения. Например, сульфат алюминия-калия. 

Впервые чистое вещество было получено в 1825 г. датским физиком Гансом Эрстедом. Он провел сложную реакцию, которая заключалась в том, что хлорид металла был нагрет вместе с амальгамой калия, в результате чего было получено чистое соединение. 

Химическая реакция была достаточно сложной, поэтому была усовершенствована Фридрихом Велером. Немецкий химик заменил амальгаму калия на чистый калий. Ему же принадлежит первое описание химических свойств различных соединений этого металла.

В дальнейшем способы получение вещества только совершенствовались. Но все равно, к концу 19 в. цена была сравнима с ценой золота.

Лишь только в 1886 г., независимо друг от друга, ученые Ч. Холл и П. Эру разработали способ получения чистого соединения путем электролиза оксида в криолите. Метод используется до сих пор.

Алюминий в таблице Менделеева

В таблице Д. И. Менделеева элемент располагается под 13 номером. Ему соответствует III период, 3 группа, главная подгруппа. Он находится между магнием – металлом, и кремнием – неметаллом. Поэтому соединение алюминия проявляют амфотерные свойства.

Обозначается вещество латинскими буквами Al (по началу иностранного слова). Такое же обозначение соответственно используется в формулах реакций алюминия. 

Строение атома алюминия

Относительная атомная масса равна 27. Количество протонов (p) и электронов (e) одинаково, его указывает порядковый номер: 13. Нейтроны равны разности относительной атомной массы алюминия и номера элемента в таблице Д. И. Менделеева: 27-13=14.

Атом состоит из ядра, с зарядом +13, и 3 электронных оболочек. Все положительные протоны находятся в ядре, а электроны распределены по 3 уровням. На первом – 2, втором – 8, на третьем – 3 валентных частицы.

Электронная формула алюминия представлена на рисунке ниже. 

Но в возбужденном состоянии валентные электроны третьего подуровня s перемещаются на внешний p уровень.

Химические свойства

Алюминий – амфотерный элемент (соответственно как гидроксид алюминия и оксид), обладает как металлическими, так кислотными свойствами. При нормальных условиях он окисляется, на его поверхности образуется пленка.

Из-за этого металл не может реагировать с окислителями, но прекрасно реагирует с кислотами. При нагревании материи пленка исчезает, тогда он проявляет восстановительные свойства, как и все металлы. Они могут реагировать с:

• неметаллами;
• кислотами;
• солями менее активных металлов.

Физические свойства

Соединения этого элемента с другими широко используются благодаря его оптимальным физическим свойствам. Это мягкий, легкий металл, имеет серебристо-белую окраску и металлический блеск на свежем срезе. Одно из самых используемых его качеств – это тепло-электропроводность, которая применяется во многих промышленных областях. 

Металл отличается высокой коррозийной стойкостью, не токсичностью. Это делает его одним из самых востребованных материалов. Далее приведены его точные характеристики: 

1. Температура плавления: 660°С.
2. Плотность: 2,7 г/куб. см. 

Алюминий в природе

Алюминий – это самый распространенный металл на земле. Его нахождение в земной коре приблизительно равно 8%. Превосходят его только кислород и кремний.

Из-за того, что данное вещество химически активно, в чистом природном виде оно встречается очень редко. Чаще всего это гидроксид алюминия или оксид. Они носят следующие названия: 

• бокситы;
• нефелины;
• алуниты;
• глиноземы;
• корунды;
• полевые шпаты и т. д.

Встречается всего 2 изотопа: 27Al и 26Al. Первый элемент – это то самое вещество, который мы все знаем. Второй элемент – это радиоактивный изотоп, нахождение которого на планете минимально. Верхние слои атмосферы содержат его в большем количестве.

Применение

Алюминий используется человеком почти во всех видах промышленного производства, т. к. обладает рядом важных физических качеств. Вещество применяется как конструкционный материал – создаются детали для машин, самолетов т. д. 

Этот металл широко распространен как добавочный элемент пищевой промышленности. Из него изготавливают столовые приборы, фольгу, посуду для хранения. Также используется при производстве сероводорода.

Несмотря на идеальные характеристики данного элемента, он, по сравнению с другими металлами, достаточно хрупок. Поэтому плавление алюминия и добавление других металлов (получение сплавов) служит для повышения прочности. Для изготовления сплавов используют:

• магний;
• марганец;
• медь;
• кремний.

Существует также сплав авиаль, состоящий из магния, марганца, хрома, меди др. Используется он в самолетостроении, поэтому так назван. Но сейчас из него делают корпуса для дорогих машин и рамы для велосипедов. Иногда используется как материала для корпуса телефона.

Если понравилась наша статья, сохраните ее себе и пишите комментарии!

Об алюминии также в видео:

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Алюминий.