Metaller, işlenmesi en uygun malzemelerden biridir. Onların da kendi liderleri var. Örneğin, alüminyumun temel özellikleri insanlar tarafından uzun zamandır bilinmektedir. Günlük yaşamda kullanıma o kadar uygundurlar ki bu metal çok popüler hale gelmiştir. Alüminyumun basit bir madde ve bir atom olarak özellikleri nelerdir, bu yazıda ele alacağız.
Alüminyumun keşfinin tarihi
Uzun zamandır insan, söz konusu metalin bileşimini biliyor - potasyum şap. Karışımın bileşenlerini şişirebilen ve birbirine bağlayabilen bir ajan olarak kullanıldı; bu aynı zamanda deri ürünlerin giydirilmesinde de gerekliydi. Saf alüminyum oksidin varlığı, 18. yüzyılın ikinci yarısında bilinir hale geldi. Ancak saf madde elde edilemedi.
Metali ilk kez klorüründen ayırmayı başardı bilim adamı H. K. Oersted. Tuzu potasyum amalgamla işleyen ve karışımdan saf haliyle alüminyum olan gri bir tozu izole eden oydu.
Ardından, alüminyumun kimyasal özelliklerinin, yüksek aktivitesi ve güçlü indirgeme yeteneğinde kendini gösterdiği ortaya çıktı. Bu nedenle uzun süre kimse onunla çalışmadı.
Ancak, 1854'te Fransız Deville, eriyik elektrolizi ile metal külçeler elde etmeyi başardı. Bu yöntem bugün hala geçerlidir. Özellikle değerli malzemelerin seri üretimi, işletmelerde büyük miktarda elektrik elde etme sorunlarının çözüldüğü 20. yüzyılda başladı.
Bugün, bu metal inşaat ve ev sektörlerinde en popüler ve kullanılanlardan biridir.
Alüminyum atomunun genel özellikleri
İncelenen elementi periyodik sistemdeki konumuna göre karakterize edersek, birkaç noktayı ayırabiliriz.
- Sıra sayısı - 13.
- Üçüncü küçük periyotta, üçüncü grupta, ana alt grupta yer alır.
- Atomik kütle - 26, 98.
- Değer elektron sayısı - 3.
- Dış katman konfigürasyonu 3s23p1 olarak ifade edilir.
- Element adı alüminyumdur.
- Metal özellikleri güçlüdür.
- Doğada izotopu yoktur, kütle numarası 27 olan tek bir formda bulunur.
- Kimyasal sembol AL'dir, formüllerde "alüminyum" olarak okunur.
- Oksidasyon durumu birdir, +3'e eşittir.
Alüminyumun kimyasal özellikleri, atomunun elektronik yapısı tarafından tam olarak doğrulanır, çünkü geniş bir atom yarıçapına ve düşük elektron ilgisine sahip olduğundan, tüm aktif metaller gibi güçlü bir indirgeyici ajan olarak hareket edebilir.
Basit bir madde olarak alüminyum: fiziksel özellikler
Alüminyum hakkında konuşursak, peki yabasit madde, gümüşi beyaz parlak bir metaldir. Havada hızla oksitlenir ve yoğun bir oksit filmi ile kaplanır. Aynı şey konsantre asitlerin etkisi ile olur.
Böyle bir özelliğin varlığı, bu metalden yapılan ürünleri korozyona karşı dirençli hale getiriyor ki bu da elbette insanlar için çok uygun. Bu nedenle, inşaatta bu kadar geniş uygulama alanı bulan alüminyumdur. Maddenin özellikleri de ilginçtir, çünkü bu metal çok hafif olmakla birlikte güçlü ve yumuşaktır. Bu tür özelliklerin kombinasyonu her madde için mevcut değildir.
Alüminyumun karakteristiği olan birkaç temel fiziksel özellik vardır.
- Yüksek derecede dövülebilirlik ve süneklik. Bu metalden hafif, güçlü ve çok ince folyo yapılır, ayrıca bir tel haline getirilir.
- Erime noktası - 660 0C.
- Kaynama noktası - 2450 0C.
- Yoğunluk - 2,7 g/cm3.
- Kristal kafes hacmi yüz merkezli, metalik.
- Bağlantı türü - metal.
Alüminyumun fiziksel ve kimyasal özellikleri, uygulama ve kullanım alanlarını belirler. Günlük yönlerden bahsedersek, yukarıda tarafımızdan ele alınan özellikler büyük bir rol oynar. Hafif, dayanıklı ve antikorozif bir metal olan alüminyum, uçak ve gemi yapımında kullanılır. Bu nedenle, bu özellikleri bilmek çok önemlidir.
Alüminyumun kimyasal özellikleri
Bakış açısındankimya, söz konusu metal, saf bir madde olarak yüksek kimyasal aktivite gösterebilen güçlü bir indirgeyici ajandır. Ana şey oksit filmi ortadan kaldırmaktır. Bu durumda aktivite keskin bir şekilde artar.
Basit bir madde olarak alüminyumun kimyasal özellikleri, aşağıdakilerle reaksiyona girme yeteneği ile belirlenir:
- asitler;
- alkali;
- halojenler;
- gri.
Normal koşullarda su ile etkileşime girmez. Aynı zamanda halojenlerden ısıtma olmadan sadece iyot ile reaksiyona girer. Diğer reaksiyonlar sıcaklık gerektirir.
Alüminyumun kimyasal özelliklerini gösteren örnekler vermek mümkündür. Etkileşim reaksiyonu denklemleri:
- asitler - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkali - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halojenler - AL + Hal=ALHal3;
- gri - 2AL + 3S=AL2S3.
Genel olarak, söz konusu maddenin en önemli özelliği, diğer elementleri bileşiklerinden geri kazanma yeteneğinin yüksek olmasıdır.
Restoratif kapasite
Alüminyumun indirgeme özellikleri, diğer metallerin oksitleriyle etkileşim reaksiyonlarında iyi izlenir. Bunları maddenin bileşiminden kolayca çıkarır ve basit bir formda var olmalarını sağlar. Örneğin: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Kri.
Metalurjide, madde elde etmek için bütün bir teknik vardır,gibi tepkilere dayanmaktadır. Alüminotermi denir. Bu nedenle kimya endüstrisinde bu element tam olarak diğer metalleri elde etmek için kullanılır.
Doğada yayılma
Diğer metal elementler arasında yaygınlık açısından alüminyum ilk sırada yer almaktadır. Yerkabuğundaki içeriği %8,8'dir. Metal olmayanlarla karşılaştırıldığında, oksijen ve silikondan sonra üçüncü sırada yer alacaktır.
Yüksek kimyasal aktivitesi nedeniyle saf halde bulunmaz, sadece çeşitli bileşiklerin bir parçası olarak bulunur. Örneğin, alüminyum içeren birçok cevher, mineral, kaya vardır. Ancak, yalnızca içeriği doğada çok yüksek olmayan boksitlerden çıkarılır.
Söz konusu metali içeren en yaygın maddeler:
- feldispatlar;
- boksitler;
- granitler;
- silika;
- alüminosilikatlar;
- baz altlar ve diğerleri.
Az miktarda alüminyum, canlı organizmaların hücrelerinin mutlaka bir parçasıdır. Bazı kulüp yosunu türleri ve deniz yaşamı, yaşamları boyunca bu elementi vücutlarında biriktirebilir.
Al
Alüminyumun fiziksel ve kimyasal özellikleri, onu tek bir yolla elde etmeyi mümkün kılar: karşılık gelen oksitin bir eriyiğinin elektrolizi ile. Ancak bu süreç teknolojik olarak karmaşıktır. AL2O3'nin erime noktası 2000 0C'nin üzerindedir. Bu nedenle doğrudan elektrolize edilemez. Böyleaşağıdaki gibi ilerleyin.
- Boksitler çıkarılır.
- Yalnızca alüminyum oksit bırakarak kirlerden arındırın.
- Sonra kriyolit eritilir.
- Orada oksit ekleyin.
- Bu karışım elektrolize edilir ve saf alüminyum ve karbondioksit elde edilir.
Ürün verimi %99,7'dir. Ancak teknik amaçlarla kullanılan daha da saf bir metal elde etmek mümkündür.
Uygulama
Alüminyumun mekanik özellikleri saf haliyle kullanılacak kadar iyi değildir. Bu nedenle, bu maddeye dayalı alaşımlar en sık kullanılır. Birçoğu var, en temel olanları sayabiliriz.
- Duralumin.
- Alüminyum-manganez.
- Alüminyum-magnezyum.
- Alüminyum-bakır.
- Siluminler.
- Avial.
Aralarındaki temel fark, elbette üçüncü taraf katkı maddeleridir. Hepsi alüminyum bazlıdır. Diğer metaller, malzemeyi daha dayanıklı, korozyona dayanıklı, aşınmaya dayanıklı ve dövülebilir hale getirir.
Alüminyumun hem saf halde hem de bileşikleri (alaşımları) şeklinde birkaç ana uygulama alanı vardır.
- Evde kullanılan tel ve folyoyu yapmak için.
- Tencere yapımı.
- Uçak endüstrisi.
- Gemi inşası.
- İnşaat ve mimari.
- Uzay endüstrisi.
- Reaktör inşa etmek.
Demir ve onunla birliktealüminyum alaşımları - en önemli metal. İnsan elinde en kapsamlı endüstriyel kullanımı bulan periyodik sistemin bu iki temsilcisidir.
Alüminyum hidroksitin özellikleri
Hidroksit, alüminyumu oluşturan en yaygın bileşiktir. Kimyasal özellikleri metalinkiyle aynıdır - amfoteriktir. Bu, hem asitler hem de alkalilerle reaksiyona girerek ikili bir doğa sergileyebildiği anlamına gelir.
Alüminyum hidroksitin kendisi beyaz jelatinli bir çökeltidir. Bir alüminyum tuzunu alkali veya amonyum hidroksit ile reaksiyona sokarak elde etmek kolaydır. Asitlerle reaksiyona girdiğinde, bu hidroksit olağan karşılık gelen tuzu ve suyu verir. Reaksiyon alkali ile devam ederse, koordinasyon numarası 4 olan alüminyum hidrokso kompleksleri oluşur. Örnek: Na[Al(OH)4] - sodyum tetrahidroksoalüminat..
