Алюминий — самый распространённый металл земной коры, лёгкий и стойкий к коррозии. Элемент № 13. Ниже — карточка и описание.
| Символ | Al |
|---|---|
| Латинское название | Aluminium |
| Атомный номер | 13 |
| Атомная масса | 26,982 а.е.м. |
| Категория | Постпереходные металлы |
| Группа | 13 |
| Период | 3 |
| Агрегатное состояние (20 °C) | твёрдое |
| Электронная конфигурация | [Ne] 3s² 3p¹ |
| Полная конфигурация | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ |
| Электронов на внешнем уровне | 3 |
| Степени окисления | +3 |
| Валентность | III |
| Электроотрицательность (по Полингу) | 1,61 |
| Температура плавления | 660 °C |
| Температура кипения | 2519 °C |
| Год открытия | 1825 |
| Применение | конструкции, упаковка, провода |
Это тот самый план, по которому характеристику элемента спрашивают в школе и на ЕГЭ: от положения в периодической системе — к строению атома, а от строения атома — к свойствам. Ниже — готовый разбор 13-го элемента (Алюминий, Al). Такой же разбор для любого из 118 элементов построит конструктор характеристики элемента.
Алюминий (лат. Aluminium, символ Al) — элемент с номером 13 и атомной массой 26,98, лёгкий металл III группы третьего периода. Электронная конфигурация [Ne] 3s² 3p¹: три внешних электрона, которые металл отдаёт, проявляя степень окисления +3. Это серебристо-белый лёгкий и пластичный металл, хорошо проводящий тепло и электричество. Несмотря на химическую активность, алюминий устойчив к коррозии: на воздухе он мгновенно покрывается тонкой, но прочной оксидной плёнкой Al₂O₃, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Алюминий амфотерен — его оксид и гидроксид реагируют и с кислотами, и со щелочами.
Алюминий — самый распространённый металл и третий по содержанию элемент земной коры (после кислорода и кремния), но в свободном виде не встречается: его добывают из боксита (руды на основе оксида алюминия) энергоёмким электролизом расплава. Именно поэтому долгое время алюминий был дороже золота, пока не наладили промышленное производство. Сегодня это один из важнейших конструкционных материалов: из алюминия и его сплавов (дюралюминий и др.) делают самолёты, кузова транспорта, оконные профили, посуду, упаковку (фольга, банки), провода линий электропередачи. Ценятся его лёгкость, прочность сплавов, коррозионная стойкость и то, что алюминий хорошо перерабатывается. Соседи алюминия — магний и кремний, а по группе выше стоит бор, ниже — галлий, индий, таллий. О том, что такое амфотерность и как металлы отличаются от неметаллов, читайте в соответствующем гайде; расчёты с соединениями алюминия удобно вести калькулятором молярной массы.
На его поверхности мгновенно образуется тонкая прочная плёнка оксида Al₂O₃, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Поэтому алюминий стоек к коррозии, хотя сам металл активен.
Обычно +3 — у него три внешних электрона (3s² 3p¹), которые он отдаёт, образуя ион Al³⁺.
Его очень трудно выделить из руды: нужен электролиз расплава при высокой температуре. Пока не изобрели промышленный способ, чистый алюминий получали крохами, и он стоил дороже золота.
В авиации и транспорте (лёгкие сплавы), в строительстве (профили), в упаковке (фольга, банки), посуде, электропроводах. Ценятся лёгкость, прочность сплавов и коррозионная стойкость.
Его оксид и гидроксид реагируют и с кислотами, и со щелочами, проявляя свойства и основания, и кислоты. Такое двойственное поведение называют амфотерностью.