У алюминия какая валентность: Какая валентность у алюминия?

Содержание

Валентность алюминия (Al), формулы и примеры

Общие сведения о валентности алюминия

Алюминий – серебристо-белый легкий металл. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Обладает высокой электрической проводимостью и теплопроводностью. Температуры плавления и кипения равны 660oС и -2500oС, соответственно.

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

Валентность алюминия в соединениях

Алюминий — тринадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в третьем периоде в IIIA группе. В ядре атома алюминия содержится 13 протонов и 14 нейтронов (массовое число равно 27). В атоме алюминия есть три энергетических уровня, на которых находятся 13 электронов (рис. 1).

Рис. 1. Строения атома алюминия.

Электронная формула атома алюминия в основном состоянии имеет следующий вид:

1s22s22p63s23p1.

А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):

Так как на третьем энергетическом слое помимо 3s-подуровня есть еще и 3p-подуровень, две орбитали которого не заняты электронами, то пара электронов 3s-подуровня распаривается и один из них занимает вакантную орбиталь 3p-подуровня. Это означает, что для атома алюминия характерно наличие возбужденного состояния:

Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что алюминий проявляет валентность III в своих соединения (AlIII2O3, AlIII(OH)3, AlIIICl3и др.). Валентность алюминия постоянная.

Примеры решения задач



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



1!Валентность алюминия в соединении Al2O3
1)I
2)II
3)III
4)IV
 
2! щелочами являются
А)

Задача 7 – Абракадабра
Ученик получил задание, в котором по названиям веществ необходимо было
составить их химические формулы. Выполняя это задание, о

н не оставил
пробелы между формулами веществ, в результате чего у него получилась
запись: h3ON2O3NaBO2h3CO2K3NCFeCl3N2К2SO3
1. Выделите из этой записи формулы индивидуальных веществ (учитывая,
что ни одно из веществ дважды не повторяется).
2. Отметьте простые вещества.
3. Напишите уравнения всех возможных реакций (с указанием условий их
протекания) записанных в п.1 веществ с водой.
Задача 8 – Изоэлектронные молекулы
Молекула вещества Х изоэлектронна молекуле азота (приставка «изо», про-
исходящая от греч. ισος – «равный», обозначает единообразие, равенство).
Вещества Х и азот имеют не только близкие физические свойства, но и
определенные аналогии в своих химических превращениях (хотя соеди-
нение Х более активно, чем азот).
Напишите пары реакций (для Х и азота), подтверждающих их окислитель-
ные и восстановительные свойства. Приведите условия протекания ука-
занных реакций, подтверждающие отличие в активности указанных со-
единений.
Приведите примеры реакций, подтверждающие принципиальные отличия в
свойствах этих двух веществ (реакция протекает для одного из веществ и
не протекает для другого или реакции идут в принципиально разных на-
правлениях).
Задача 9 – Изомеры углеводорода
Плотность углеводорода А по водороду равна 27.
Напишите все возможные изомеры А, удовлетворяющие указанному усло-
вию.
К каким классам органических соединений эти изомеры относятся?
Какой из изомеров, на Ваш взгляд, обладает наименьшей устойчивостью?
Хелп плиз

Азот смешали с одним из газообразных (н.у.) алканов. В данной смеси газов объемная доля (N2) = 20%, а массовая доля (N2)= 13,73%. Установите молекуляр

ную формулу алкана.

Сплавили смесь равных масс ацетата натрия и гидроксида наьрия. Выделившийся газ сожгли в кислороде (недостатке) и получили смесь двух окчидов углерода

объемом (н.у.) 8,96 дм³ и плотностью 1,538 г/дм³. Рассчитайте массу исходной смечи соли и щелочи

Рассчитайте число формульных единиц в элементарной ячейке минерала сфалерита ZnS, если известно, что ионы цинка образуют ГЦК, в которой половина тетра

эдрических пустот заселена ионами серы.

Минерал Li2O имеет структуру анти-флюорита (расположение катионов и анионов обратно структуре флюорита). Укажите значение координационного числа лития

в структуре.

Решите пожалуйста задачу . Розрахуйте співвідношення мас Літію і Оксигену в літій оксиді (Li2O).(заранее спасибо♡)

Решите пожалуйста задачу ♡ .Розрахуйте співвідношення мас Літію і Оксигену в літій оксиді (Li2O).​

Помогите пожалуйста.Задача 4. Розрахуйте співвідношення мас Магнію і Оксигену в магній оксиді (MgO).​

Помогите пожалуйста.Задача 3. Скласти формулу сполуки Нітрогену з Оксигеном, якщо відношення мас Нітрогену та Оксигену в ній становить 7:20.​

Какова масса 20 процентного раствора содержащего 60 грамм сахара?

Валентность алюминия

Валентность алюминия.

 

 

Валентность алюминия:

Валентность (от лат. valēns – «имеющий силу») – способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей.

Валентность – это мера (численная характеристика) способности химических элементов образовывать определённое число химических связей.

Значения валентности записывают римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.

Валентность определяют по числу химических связей, которые один атом образует с другими.

Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду: так, в соединениях HCl, H2O, NH3, CH4 валентность по водороду хлора равна единице, кислорода – двум, азота – трём, углерода – четырём.

Валентность кислорода, как правило, равна двум. Поэтому, зная состав или формулу кислородного соединения того или иного элемента, можно определить его валентность как удвоенное число атомов кислорода, которое может присоединять один атом данного элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью элемента в кислородных соединениях или валентностью по кислороду: так, в соединениях K2O, CO, N2O3, SiO2, SO3 валентность по кислороду калия равна единице, углерода – двум, азота – трём, кремния – четырём, серы – шести.

С точки зрения электронной теории валентность определяется числом неспаренных (валентных) электронов в основном или возбужденном состоянии.

Известны элементы, которые проявляют постоянную валентность. У большинства химических элементов валентность переменная.

Валентность алюминия равна III. Алюминий проявляет постоянную валентность.

Валентность алюминия  в соединениях
III Al2O3, Al(OH)3, AlCl3

 

Все свойства атома алюминия

 

 

Источник: https://ru.wikipedia.org

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 

карта сайта

 

Коэффициент востребованности
90

Какая валентность у алюминия — Металлы и их обработка

Валентность алюминия (Al), формулы и примеры

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Алюминий – серебристо-белый легкий металл. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Обладает высокой электрической проводимостью и теплопроводностью. Температуры плавления и кипения равны 660oС и -2500oС, соответственно.

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

Валентность алюминия в соединениях

Алюминий — тринадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в третьем периоде в IIIA группе. В ядре атома алюминия содержится 13 протонов и 14 нейтронов (массовое число равно 27). В атоме алюминия есть три энергетических уровня, на которых находятся 13 электронов (рис. 1).

Рис. 1. Строения атома алюминия.

Электронная формула атома алюминия в основном состоянии имеет следующий вид:

1s22s22p63s23p1.

А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):

Так как на третьем энергетическом слое помимо 3s-подуровня есть еще и 3p-подуровень, две орбитали которого не заняты электронами, то пара электронов 3s-подуровня распаривается и один из них занимает вакантную орбиталь 3p-подуровня. Это означает, что для атома алюминия характерно наличие возбужденного состояния:

Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что алюминий проявляет валентность III в своих соединения (AlIII2O3, AlIII(OH)3, AlIIICl3и др.). Валентность алюминия постоянная.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/valentnost/valentnost-alyuminiya/

Валентность химических элементов (Таблица)

Валентность химических элементов – это способность у атомов хим. элементов образовывать некоторое число химических связей. Принимает значения от 1 до 8 и не может быть равна 0. Определяется числом электронов атома затраченых на образование хим. связей с другим атомом. Валентность это реальная величина. Обозначается римскими цифрами (I ,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Как можно определить валентность в соединениях:

— Валентность водорода (H) постоянна всегда 1. Отсюда в соединении h3O валентность O равна 2.

— Валентность кислорода (O) постоянна всегда 2. Отсюда в соединении СО2 валентность С равно 4.

— Высшая валентность всегда равна № группы.

— Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в Таблице Менделеева) и номером группы, в которой находится элемент.

— У металлов в подгруппах А таблицы Менделеева, валентность = № группы.

— У неметаллов обычно две валентности: высшая и низшая.

Валентность химических элементов может быть постоянной и переменной. Постоянная в основном у металлов главных подгрупп, переменная у неметаллов и металлов побочных подгруп.

Таблица валентности химических элементов

Атомный № Химический элемент Символ Валентность химических элементов Примеры соединений
1 Водород / Hydrogen H I HF
2 Гелий / Helium He отсутствует — 
3 Литий / Lithium Li I Li2O
4 Бериллий / Beryllium Be II Beh3
5 Бор / Boron B III BCl3
6 Углерод / Carbon C IV, II CO2, Ch5
7 Азот / Nitrogen N III, IV Nh4
8 Кислород / Oxygen O II h3O, BaO
9 Фтор / Fluorine F I HF
10 Неон / Neon Ne отсутствует — 
11 Натрий / Sodium Na I Na2O
12 Магний / Magnesium Mg II MgCl2
13 Алюминий / Aluminum Al III Al2O3
14 Кремний / Silicon

Источник: https://infotables.ru/khimiya/1071-valentnost-khimicheskikh-elementov

Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Валентность — это способность атома данного элемента образовывать определенное количество химических связей.

Образно говоря, валентность — это число «рук», которыми атом цепляется за другие атомы. Естественно, никаких «рук» у атомов нет; их роль играют т. н. валентные электроны.

Можно сказать иначе: валентность — это способность атома данного элемента присоединять определенное число других атомов.

Необходимо четко усвоить следующие принципы:

Существуют элементы с постоянной валентностью (их относительно немного) и элементы с переменной валентностью (коих большинство)

Элементы с постоянной валентностью необходимо запомнить:

Элементы Постоянная валентность
щелочные металлы (Li, Na, K, Rb , Cs, Fr) I
металлы II группы, главной подгруппы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) II
алюминий (Al) III
кислород (О) II
фтор (F) I

Остальные элементы могут проявлять разную валентность.

Высшая валентность элемента в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент

Например, марганец находится в VII группе (побочная подгруппа), высшая валентность Mn равна семи. Кремний расположен в IV группе (главная подгруппа), его высшая валентность равна четырем.

Следует помнить, однако, что высшая валентность не всегда является единственно возможной. Например, высшая валентность хлора равна семи (убедитесь в этом!), но известны соединения, в которых этот элемент проявляет валентности VI, V, IV, III, II, I.

Важно запомнить несколько исключений: максимальная (и единственная) валентность фтора равна I (а не VII), кислорода — II (а не VI), азота — IV (способность азота проявлять валентность V — популярный миф, который встречается даже в некоторых школьных учебниках).

Валентность и степень окисления — это не тождественные понятия

Эти понятия достаточно близки, но не следует их путать! Степень окисления имеет знак (+ или -), валентность — нет; степень окисления элемента в веществе может быть равна нулю, валентность равна нулю лишь в случае, если мы имеем дело с изолированным атомом; численное значение степени окисления может НЕ совпадать с валентностью. Например, валентность азота в N2 равна III, а степень окисления = 0. Валентность углерода в муравьиной кислоте = IV, а степень окисления = +2.

Если известна валентность одного из элементов в бинарном соединении, можно найти валентность другого

Делается это весьма просто. Запомните формальное правило: произведение числа атомов первого элемента в молекуле на его валентность должно быть равно аналогичному произведению для второго элемента.

В соединении AxBy: валентность (А) • x = валентность (В) • y

Пример 1. Найти валентности всех элементов в соединении Nh4.

Решение. Валентность водорода нам известна — она постоянна и равна I. Умножаем валентность Н на число атомов водорода в молекуле аммиака: 1 • 3 = 3. Следовательно, для азота произведение 1 (число атомов N) на X (валентность азота) также должно быть равно 3. Очевидно, что Х = 3. Ответ: N(III), H(I).

Пример 2. Найти валентности всех элементов в молекуле Cl2O5.

Решение. У кислорода валентность постоянна (II), в молекуле данного оксида пять атомов кислорода и два атома хлора. Пусть валентность хлора = Х. Составляем уравнение: 5 • 2 = 2 • Х. Очевидно, что Х = 5. Ответ: Cl(V), O(II).

Пример 3. Найти валентность хлора в молекуле SCl2, если известно, что валентность серы равна II.

Решение. Если бы авторы задачи не сообщили нам валентность серы, решить ее было бы невозможно. И S, и Cl — элементы с переменной валентностью. С учетом дополнительной информации, решение строится по схеме примеров 1 и 2. Ответ: Cl(I).

В примерах 1 — 3 мы по формуле определяли валентность, попробуем теперь проделать обратную процедуру.

Пример 4. Составьте формулу соединения кальция с водородом.

Решение. Валентности кальция и водорода известны — II и I соответственно. Пусть формула искомого соединения — CaxHy. Вновь составляем известное уравнение: 2 • x = 1 • у. В качестве одного из решений этого уравнения можно взять x = 1, y = 2. Ответ: Cah3.

«А почему именно Cah3? — спросите вы. — Ведь варианты Ca2h5 и Ca4H8 и даже Ca10h30 не противоречат нашему правилу!»

Ответ прост: берите минимально возможные значения х и у. В приведенном примере эти минимальные (натуральные!) значения как раз и равны 1 и 2.

«Значит, соединения типа N2O4 или C6H6 невозможны? — спросите вы. — Следует заменить эти формулы на NO2 и CH?»

Нет, возможны. Более того, N2O4 и NO2 — это совершенно разные вещества. А вот формула СН вообще не соответствует никакому реальному устойчивому веществу (в отличие от С6Н6).

Несмотря на все сказанное, в большинстве случаев можно руководствоваться правилом: берите наименьшие значения индексов.

Пример 5. Составьте формулу соединения серы с фтором, если известно, что валентность серы равна шести.

Решение. Пусть формула соединения — SxFy. Валентность серы дана (VI), валентность фтора постоянна (I). Вновь составляем уравнение: 6 • x = 1 • y. Несложно понять, что наименьшие возможные значения переменных — это 1 и 6. Ответ: SF6.

Вот, собственно, и все основные моменты.

А теперь проверьте себя! Предлагаю пройти небольшой тест по теме «Валентность».

Хотите узнать, почему «классическое» определение валентности часто не «работает»? Почему валентность железа в FeO не равна двум? Почему для описания комплексных веществ используется понятие «координационное число»?

Смотрите продолжение этой статьи →

Источник: http://www.repetitor2000.ru/valentnost_01.html

физические свойства и сферы использования.

Степень окисления алюминия характеризует валентность химического элемента, отражает его способность образовывать соединения. Это свойство учитывается при разведке месторождений руд, богатых на ценный компонент, технологии их обогащения, очистки от примесей второстепенных соединений и применении в разных отраслях производства.

Окисление алюминия влияет на его использование в производстве

Физические и химические параметры элемента

Алюминий — химический элемент с атомным номером 13, представляющий собой металл серебристо-белого цвета. Его название происходит от латинского слова alumen — квасцы. Практически во всех соединениях химический элемент проявляет валентность 3.

  • Кристаллизация химического элемента происходит в кубической гранецентрированной решетке. Металл может окисляться при комнатной температуре. При этом его поверхность покрывается тонкой оксидной пленкой, выполняющей защитную функцию.
  • Температура плавления химически чистого алюминия 660 °C, кипения – 2450 °C. Плотность металла при нормальных условиях составляет 2,6989 г/см3.
  • На воздухе алюминий окисляется с образованием тонкой пленки, которая препятствует дальнейшему реагированию с металлом. Такое защитное соединение формируется, если поместить алюминий в концентрат азотной кислоты.
  • Металл активно взаимодействует с соляной кислотой. При реакции со щелочами сначала разрушается защитный оксидированный слой, а затем происходит реакция с образованием алюминатов натрия, калия (в зависимости от вида щелочного соединения).
  • При нагревании химический элемент реагирует с бромом и хлором. При взаимодействии с серой образуется сульфид алюминия, который легко растворяется в воде. С водородом металл реагирует косвенно путем искусственного синтеза органических соединений. В результате образуется сильнейший восстановитель — полимерный гидрид алюминия.
  • При сжигании порошкообразного металла на воздухе образуется тугоплавкий порошок оксида химического элемента, соединение которого обладает высокой прочностью. Это свойство используется для восстановления металлов из их окислов.
  • В лабораторных условиях соединения алюминия, содержащие гидроксильную группу OH, можно получить в результате обменных реакций или за счет добавления в раствор соды или аммиака. Соединение алюминия оседает на дно в виде гелеобразного осадка.

Технологии извлечения алюминия

Химический элемент № 13 является самым распространенным в природе, его содержание в земной коре составляет около 9%. Металл входит в состав более 250 минералов, главным образом, алюмосиликатов, из которых состоит земная кора.

Продуктом разрушения образований является глина, состоящая из каолинита. В ней иногда содержится примесь железа, придающая бурый цвет.

Несмотря на то, что в природе существует много минеральных образований, не все они являются рудным материалом для извлечения ценного компонента. Для добычи используют бокситовые руды, в которых содержится промышленная концентрация металла.

Алюминий образует минерал корунд, по твердости уступающий алмазу. Содержание в алюминиевом соединении Al2O3 примеси оксида хрома, титана и железа формирует драгоценные минералы рубин и сапфир.

  • Из обогащенной руды ценный компонент извлекают путем электролиза раствора оксида в расплавленном соединении фтора, натрия и алюминия (криолите). Такой способ позволяет проводить электролиз при температуре менее 1000 °C.
  • Благодаря низкой плотности расплава, жидкое соединение опускается на дно, что облегчает извлечение. При электролитическом получении металла для начала из глинозема выделяют чистый оксид Al2O3.
  • Перед использованием руду очищают от примесей соединений железа, кремния, кальция. При обжиге бокситов испаряется содержащаяся в минералах вода. Полученный материал разделяют при воздействии углекислого газа на соединение.

Широко применяется в производстве чистого алюминия химический способ. Он состоит в обработке руды щелочью NaOH при температуре 220 °C с получением Al (OH)2. В результате гидролиза раствора происходит окисление алюминия и осаждение его соединения.

Производят алюминий химическим способом

Потом в результате использования углекислого газа получают соду и поташ. Для получения химически чистого материала технический материал нагревают в парах AlF3 с последующим охлаждением. В результате изменения температуры происходит выделение чистого алюминия.

Производство металла высокой чистоты предусматривают разработку новых технологий и создание условий, при которых металл может оксидировать без дополнительных затрат энергии.

Один из новых методов предусматривает синтез оксида алюминия высокой чистоты методом каталитического окисления металла кислородом воды с применением ультразвуковых колебаний, разработку автокаталитического способа получения субмикронного порошка с последующим формирование брикет высокой плотности.

Сферы использования металла и его соединений

Значительное количество алюминия находится в фарфоре, кирпиче, цементе. По масштабам использования сплавы металла уступают место железу. Широкое применение алюминиевых материалов в различных отраслях связано с рядом физических и химических параметров:

  • невысокая плотность;
  • металл не ржавеет, обладает устойчивостью к коррозии;
  • имеет высокую электропроводность;
  • легко поддается штамповке, прокату и обладает ковкостью;
  • пластичен и прочен;
  • на поверхности алюминиевых сплавов легко наносятся декоративные и защитные покрытия.

При добавлении разных лигатурных компонентов сплавы на основе алюминия приобретают новые свойства, формируя интерметаллические соединения или твердые растворы.

Не все материалы способны образовывать оксидные пленки даже принудительно. Для сохранения антикоррозионных свойств материала кислотно-щелочной баланс должен соответствовать диапазону от 6 до 8 единиц.

Чистый алюминий практически не подвергается воздействию агрессивной среды. Даже тонкое покрытие поверхности металлом без примесей способно предотвратить реакцию.

Основную массу металла используют для получения легких сплавов:

  • дюралюминия, в котором находится 94% алюминия, 4% меди, по 0,5% железа, марганца, кремния и магния;
  • силумина — до 90% основа, до 14% кремний и натрий.

    Легкие сплавы – дюралюминий и силумин

В металлургии химический элемент используют в качестве лигатурной добавки в составы на основе меди, никеля, железа, магния. Такие соединения широко применяются в автомобилестроении, в быту, авиационной технике.

Из сплава с основным содержанием алюминия был изготовлен первый искусственный спутник планеты Земля. В виде порошка его используют как компонент ракетного топлива. Эта идея принадлежит Ф. А. Цандеру. Сплав металла с цирконием используют в строительстве ядерных реакторов, изготовлении взрывчатых материалов.

Электрохимическим способом на поверхности ювелирной бижутерии наносят защитные окрашенные пленки, по внешнему виду напоминающие золото. Сплав алюминия с золотом, обладающий насыщенным фиолетовым цветом, используют в качестве вставок в украшения.

При обращении с металлом в домашних условиях нужно соблюдать правила эксплуатации посуды из алюминия. Чтобы продукты не окислились, то их стоит хранить в эмалированной или стеклянной посуде.

Готовить в посуде из алюминия можно нейтральные жидкости, например, воду или молоко. Кислые блюда реагируют с металлом и приобретают неприятный вкус в результате разрушения оксидной пленки.

Металл можно расплавить в домашних условиях с целью изготовления различных деталей методом литья. В промышленном производстве в качестве материала для форм используют металл с высшей температурой плавления, а в кустарных условиях для этой цели применяют гипс.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Классный урок на «Радио России – Тамбов», эфир 15 мая 2020 года — ВЕСТИ / Тамбов

Алюминий. Получение алюминия. Физические и химические свойства. Применение.

Сегодня я хочу рассказать о самом распространённом металле в земной коре, о алюминии. Алюминий по распространённости в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию.

Элемент алюминий расположен в III группе, главной подгруппе, 3 периоде периодической системы, порядковый номер 13, относительная атомная масса Ar(Al) → 27.

Название элемента образовано от латинского алюмен, так в древности называли квасцы, которые использовали для крашения тканей. Данный элемент носил несколько названий. Так, английский химик и физик Гемфри Дэви, предполагая присутствие его в глиноземе, называл алюминумом. В русской химической литературе 19 века встречаются следующие названия алюминия: глинозем, алумий, алюминий и глиний.

Его соседом слева в таблице является магний – типичный металл, а справа – кремний – уже неметалл.

Следовательно, алюминий должен проявлять свойства некоторого промежуточного характера, т. е. он является переходным элементом и его соединения являются амфотерными.

Давайте вспомним, что такое амфотерность.

Амфотерность (от др.-греч. ἀμφότεροι «двойственный; обоюдный») — способность химических соединений проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и основные свойства.

Аl является р-элементом на внешнем уровне его электронной оболочки три электрона. В основном состоянии 2 эл. на 3s-подуровне и 1 эл. на 3р.

В возбужденном состоянии на внешнем уровне алюминия находится три неспаренных электрона. Поэтому в соединениях с ковалентной связью алюминий проявляет валентность равную III.

Нахождение в природе

В природе алюминий в связи с высокой химической активностью встречается почти исключительно в виде соединений.

Процент содержания алюминия в земной коре составляет 8,13% массы земной коры.

Совместно с кремнием он образует такие известные вам породы и минералы, как алюмосиликаты, слюду, глину. Особое место среди минералов занимает криолит Na3[AlF6] (гексафторалюминат натрия), без которого алюминий вряд ли был вторым после железа по значению металлом. Почему? Об этом мы узнаем чуть позже.

Целая группа природных веществ в качестве основного компонента содержит оксид алюминия: это бокситы – основное сырьё для производства алюминия;

корунд – одно из самых твёрдых природных веществ. Его мелкокристаллические непрозрачные разновидности серовато-чёрного цвета называют наждаком и применяют в качестве абразивного материала.

Эту же формулу имеет и другое природное соединение — глинозём.

Наиболее драгоценными корундами являются рубины и сапфиры. Их окраска обусловлена различными примесями. Так, ион Сr3+ придаёт камню красный цвет (рубин), а ионы Тi 4+, Fe2+, Fe3+ придают синий цвет (сапфир).

Эти разновидности благородного корунда наряду с алмазом и изумрудом занимают высшее место в классификации драгоценных камней и применяют для изготовления ювелирных изделий.

В настоящее время рубины и сапфиры получают искусственно и используют для технических целей, например, для изготовления деталей часов и других точных приборов. Кристаллы рубинов применяют в лазерах.

Получение алюминия

Каждый из нас держал в руках изделия из алюминия, так как сейчас из этого металла делают множество приборов, корпуса телефонов, посуду и многое другое. Такую распространённость в наше время алюминий получил благодаря своей лёгкости, прочности и высокой устойчивости к коррозии (к окислению на воздухе).

Однако так было не всегда.

С начала открытия алюминия датским физиком Хансом Эрстедом в 1825 году и до конца 19 века ещё не было известно о простом получении его из руды и поэтому алюминий получали восстановлением из его хлорида щелочными металлами калием или натрием. Такой способ был очень дорог, а полученный металл стоял дороже золота.

 В 18-19 веках алюминий был главным ювелирным металлом.

Так в 1889 г. британцы, желая почтить богатым подарком великого русского химика Д.И. Менделеева, подарили ему весы из золота и алюминия.

С конца 19 века и по сей день Al получают методом электрометаллургии из оксида алюминия, содержащегося в глинозёме и бокситах.

Кристаллическая решётка оксида алюминия состоит из сильно поляризованных атомов алюминия и кислорода, силы притяжения между которыми весьма велики. Это обуславливает высокую температуру плавления оксида алюминия – около 2050 оС. Сложность достижения такой высокой температуры и энергоемкость процесса долгое время относили алюминий к числу труднодоступных металлов.

В конце XIX века американский студент –химик Чарльз Мартин Холл обнаружил, что глинозём можно растворить при 950 оС в расплавленном минерале криолите (вот почему он важен для получения алюминия) и электролизом выделить из полученного раствора алюминий. Независимо от Мартина Холла в том же году это открытие сделал французский металлург Поль Луи Туссен Эру.

Для того, чтобы иметь более точное представление об электролизе Al2O3 в криолите Na3AlF6 , необходимо уточнить схему электролитической диссоциации Al2O3. Как же он диссоциирует ?

Мы знаем, что гидроксид алюминия Al(ОН)3 обладает амфотерными свойствами и его кислотную форму можно представить в виде ортоалюминиемой кислоты Н3AlO3. Этой кислоте соответствует алюминат анион AlO33-. Формулу алюминиемой соли этой кислоты можно записать AlAlO3. Так ведь это и есть оксид алюминия.

Таким образом, в расплаве криолита он диссоциирует, на катион металла и анион кислотного остатка.

Поэтому на катоде (отрицательно заряженном электроде) идёт восстановление катиона Al3+ до свободного металла.

Катод (-): Al3+ +3е = Al

На графитовом аноде (положительно заряженном электроде) окисляется алюминат анион AlO33-. При этом происходит следующий электродный процесс:

Анод(+): 4AlO33- -12 е = 2Al2O3 + 3O2

При суммировании левых и правых частей электродных процессов получается молекулярное уравнение электролиза:

Процесс проводят в специальных электролитических ваннах, которые одновременно являются катодом. Анодом служат угольные брикеты. Температуру плавления криолита в электролизёре поддерживают благодаря очень большой силе тока, которая достигает 250 кА при напряжении около 4 В. Очевидно, что получение алюминия – очень энергоемкий процесс. Кислород, выделяющийся на аноде, реагирует с углеродом, превращаясь в СО2. При этом угольный анод постепенно «сгорает».

Физические свойства алюминия

Алюминий как простое вещество представляет собой серебристо-белый металл, достаточно лёгкий (плотность 2,7 г/см3) и относительно легкоплавкий (на бытовой газовой плите с температурой пламени 850оС алюминиевый чайник расплавится, так как температура плавления его 660 оС).

На воздухе поверхность металла покрыта тонкой, но очень прочной оксидной плёнкой, предохраняющей его от дальнейшего окисления.

Алюминий очень пластичен, его можно прокатывать в фольгу толщиной 0,001 мм. По электро- и теплопроводности он уступает лишь серебру и меди.

По сравнению с перечисленными металлами алюминий дешевле. Казалось бы, вот замечательный материал для изготовления высоковольтных линий электропередач! Но мягкость и пластичность алюминия привели бы к тому, что через год под собственной тяжестью провода провисли бы до земли. Поэтому в технике, где требуется и прочность конструкции, наряду с лёгкостью и высокой электропроводностью, используют не чистый алюминий, а его сплавы (например с магнием, марганцем, медью и никелем — дюралюминий или с кремнием – силумин).

Рассмотрим химические свойства алюминия.

В электрохимическом ряду напряжений металлов алюминий близок к щелочным и щелочноземельным металлам и проявляет себя как химически активный металл.

В некоторых случаях от протекания возможных при нормальных условиях реакций (например с водой) его спасает оксидная плёнка. В химических реакциях он проявляет восстановительные свойства. Для алюминия во всех соединениях характерна единственно возможная степень окисления +3.

Порошкообразный алюминий легко взаимодействует с простыми веществами (неметаллами).

  1. С галогенами (с такими как Cl2 и Вr2). Реакция протекает бурно при комнатной температуре:

2Al + 3Сl2 → 2AlСl 3 хлорид алюминия

2Al + 3 Вr2 → 2AlВr2 бромид алюминия

Очень интересно протекает реакция алюминия с йодом.

Если смешать порошок алюминия и йода то реакция не начнётся, для инициации реакции в смесь добавляют каплю воды, от которой происходит смачивание компонентов и смесь загорается сама собой с выделением фиолетового дыма из паров йода, таким образом вода в этой реакции является катализатором.

  1. Для начала реакции с другими неметаллами (с S, C, N2, Р), требуется нагревание, зато дальнейшее взаимодействие, сопровождается выделением большого количества теплоты.

При этом образуются бинарные соединения

2Al + 3S → Al2S3 сульфид алюминия

4Al + 3C → Al4C3 карбид алюминия

2Al +N2 → 2AlN нитрид алюминия

Al + P → AlP фосфид алюминия

  1. С водородом Al непосредственно не реагирует.

При нагревании на воздухе алюминий окисляется с поверхности, не загораясь, и образуется оксид алюминия Al2O3.

4Аl + 3O2 = 2Al2O3 +Q

Алюминий соединяется с кислородом воздуха и при обычной температуре, на его поверхности тотчас образуется тончайшая, плотная плёнка, она трудно проницаема для кислорода и предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Если же сильно нагреть фольгу алюминия или порошок алюминия, то они воспламеняются и сгорают ослепительным пламенем.

Способность порошка алюминия гореть ослепительным пламенем используется в пиротехнике – производстве бенгальских огней, салютов, фейерверков.

Алюминий реагирует со сложными веществами: 

1.Так очищенный от оксидной плёнки алюминий способен реагировать с водой. От защитной плёнки можно избавиться механически (очистив поверхность наждачной бумагой) и химически, погрузив алюминий на несколько минут в раствор кислоты, щёлочи или в жидкую ртуть. В результате реакции с водой образуется гидроксид алюминия и водород.

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

  1. Одно из важнейших химических свойств алюминия – способность вытеснять металлы из их оксидов – используют в металлургии. Этим способом получают хром, железо, марганец, ванадий, титан, цирконий. Этот метод получения простых веществ металлов называется алюмотермией:

2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

Для получения высоких температур, используют реакцию, сгорания термитной смеси — смеси оксида железа (II и III) и порошка алюминия:

8Al + 3Fe3O4 =4 Al2O3 + 9Fe

Выделяющейся в этой реакции теплоты достаточно для расплавления получающегося железа, потому этот процесс используют для сварки и резки стальных изделий.

3. Как активный металл алюминий реагирует с растворами кислот с выделением водорода.

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H

2Al + 3H2SO4(разб.) = Al2(SO4)3 + 3H2

А вот концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют алюминий при обычной температуре, образуя на поверхности металла, прочную оксидную плёнку, которая препятствует дальнейшему протеканию реакции. Поэтому эти кислоты перевозят в алюминиевых цистернах.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием оксида азота (II):

Al + 4HNO3(разб.) = Al(NO3)3 + N­O↑ + 2H2O

При нагревании Al растворяется в кислотах — окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

2Al + 6H2SO4(конц) = 4Al2(SO4)3 + 3SО2↑ + 6H2O

Al + 6HNO3(конц) = Al(NO3)3 + 3NO2­ + 3H2O

  1. Алюминий – амфотерныйметалл, поэтому он взаимодействует со щелочами.

При нагревании с конц. растворами щелочей алюминий образует комплексные соли (тетрагидроксоалюминаты), при этом выделяется водород.

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

Применение

Большую часть производимого алюминия (его производство в мире стоит на 2-м месте после выплавки чугуна и стали) используют для производства сплавов. Они легки, относительно прочны, электропроводны, коррозионноустойчивы, поэтому находят широкое применение в различных областях техники и быту.

Сплавы алюминия используют в самолёто- и ракетостроении. Недаром алюминий называют крылатым металлом.

Алюминий используют для получения металлов, методом алюмотермии.

В строительстве: гофрированными листами алюминиевых сплавов покрывают крыши, а также строят из них различные складские помещения.

Высокая электрическая проводимость чистого алюминия используется в электротехнике. Из сплавов алюминия изготовляют электропровода.

Порошок алюминия сохраняет металлический блеск и используется как краска «серебрянка». Она не только придает красивый внешний вид изделиям и сооружениям, но и защищает их от химического разрушения.

Для защиты от солнечных лучей алюминиевой краской покрывают цистерны, предназначенные для перевозки нефтепродуктов и других горючих веществ.

Исследуя влияние алюминия на различные пищевые продукты, ученые установили, что при контакте пищи с алюминием не разрушаются витамины. Это открытие послужило причиной широкого применения алюминия в пищевой промышленности, в виде посуды из алюминия, а также в косметике и бытовой химии. Из алюминия изготавливают разнообразную аппаратуру, предназначенную для переработки пищевых продуктов в сахарной, кондитерской, маслобойной и других отраслях промышленности.

Сегодня на уроке мы узнали об алюминии: положение этого элемента в Периодической системе, строение его атома, нахождение в природе, физические и химические свойства металла алюминия, получение и применение алюминия.

Создан новый композит из алюминия и гексаборида самария, практически не расширяющийся при изменении температуры

Впервые создан композит на базе промежуточно-валентных соединений, показавший почти нулевое тепловое расширение при низких температурах. Получение уникального материала из алюминия и гексаборида самария стало возможным благодаря исследованию ученых из Балтийского федерального университета имени И. Канта. Статья опубликована в журнале Results in Physics.

Прецизионные сплавы, чаще известные как инварные или попросту инвары, уже не одно столетие создаются учеными. Такие сплавы из железа и никеля обладают очень важным свойством — сохраняют свой размер в строго заданном диапазоне температур. Они востребованы при создании элементов высокоточных измерительных приборов, эталонов мер длины, деталей механических циферблатов и других подобных вещей. Однако классические инвары не обладают множеством других полезных физических свойств, что существенно ограничивает их применение в других областях, где от материалов требуется, например высокая теплопроводность. Поэтому создание уникального композитного материала из других металлов, совмещающего характерное для инваров отсутствие теплового расширения и дополнительные физические свойства, стало своеобразным ребусом для многих ученых.

Один из вариантов решения этой загадки нашли ученые из Балтийского федерального университета имени И. Канта. При создании нового композитного материала они использовали традиционный метод, основанный на понижении теплового расширения функциональных материалов. Его суть заключается в том, что в исходный металл добавляют частицы керамических или других материалов, которые обладают значительно меньшим по сравнению с металлом тепловым расширением. Необычным стало то, что в качестве дополнительного компонента ученые взяли одно из соединений класса промежуточно-валентных веществ. В отличие от элементов с целочисленной валентностью, они проявляют аномальные свойства, одним из которых может быть сжатие при нагреве, но главное это то, что меру сжатия можно регулировать. Композиты, состоящие из металла и соединения с промежуточно-валентным соединением, дают возможность подбирать тепловое расширение, в том числе близкое к нулевому.

Для своих исследований авторы выбрали алюминий и гексаборид самария. Несмотря на общеизвестность данных веществ, совместно их использовали впервые. Композит получили методом горячего прессования порошков при температуре 450°C, а затем композит исследовали под оптическим микроскопом. Дополнительно ученые использовали рентгеновскую томографию — эта технология позволила провести диагностику внутренней структуры образца без дополнительной ее полировки и шлифовки. Благодаря послойному сканированию авторы получили трехмерную модель, которая показала равномерное распределение частиц гексаборида самария в алюминии, что свидетельствует о пригодности композита для дальнейшего исследования. Для измерения теплового расширения композита использовали метод емкостной дилатометрии в температуре диапазоном 10–210 К. В результате ученые выяснили, что образец демонстрирует инварное поведение вплоть до температуры 60 К с нулевым значением коэффициента теплового расширения при 45 К.

«Это первая работа подобного рода, поэтому мы пока не говорим о промышленных масштабах, мы работаем для узких направлений, где требуется решить уникальные задачи. Уменьшение большого теплового расширения функциональных материалов путем добавления мелких частиц материала с низким или отрицательным тепловым расширением является актуальной на протяжении многих лет для таких отраслей, как приборостроение, радиоэлектроника, авиационная и ракетно-космическая промышленность, лазерная и криогенная техника», — поделился Дмитрий Серебренников, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории сильно коррелированных электронных систем НОЦ «Функциональные наноматериалы» БФУ имени И. Канта.

Что такое валентность или валентность в химии?

Слова валентность и валентность имеют в химии два связанных значения.

Валентность описывает, насколько легко атом или радикал могут соединяться с другими химическими соединениями. Это определяется на основе количества электронов, которые будут добавлены, потеряны или разделены, если он вступит в реакцию с другими атомами.

Валентность обозначается с использованием положительного или отрицательного целого числа, используемого для представления этой связывающей способности. Например, обычные валентности меди — 1 и 2.

Номер Элемент Валентность
1 Водород (-1), +1
2 Гелий 0
3 Литий +1
4 Бериллий +2
5 Бор -3, +3
6 Углерод (+2), +4
7 Азот -3, -2, -1, (+1), +2, +3, +4, +5
8 Кислород -2
9 Фтор -1, (+1)
10 Неон 0
11 Натрий +1
12 Магний +2
13 Алюминий +3
14 Кремний -4, (+2), +4
15 фосфор -3, +1, +3, +5
16 Сера -2, +2, +4, +6
17 Хлор -1, +1, (+2), +3, (+4), +5, +7
18 Аргон 0
19 Калий +1
20 Кальций +2
21 Скандий +3
22 Титан +2, +3, +4
23 Ванадий +2, +3, +4, +5
24 Хром +2, +3, +6
25 Марганец +2, (+3), +4, (+6), +7
26 Утюг +2, +3, (+4), (+6)
27 Кобальт +2, +3, (+4)
28 Никель (+1), +2, (+3), (+4)
29 Медь +1, +2, (+3)
30 Цинк +2
31 Галлий (+2).+3
32 Германий -4, +2, +4
33 Мышьяк -3, (+2), +3, +5
34 Селен -2, (+2), +4, +6
35 Бром -1, +1, (+3), (+4), +5
36 Криптон 0
37 Рубидий +1
38 Стронций +2
39 Иттрий +3
40 Цирконий (+2), (+3), +4
41 Ниобий (+2), +3, (+4), +5
42 Молибден (+2), +3, (+4), (+5), +6
43 Технеций +6
44 Рутений (+2), +3, +4, (+6), (+7), +8
45 Родий (+2), (+3), +4, (+6)
46 Палладий +2, +4, (+6)
47 Серебро +1, (+2), (+3)
48 Кадмий (+1), +2
49 Индий (+1), (+2), +3
50 Олово +2, +4
51 Сурьма -3, +3, (+4), +5
52 Теллур -2, (+2), +4, +6
53 Йод -1, +1, (+3), (+4), +5, +7
54 Ксенон 0
55 Цезий +1
56 Барий +2
57 Лантан +3
58 Церий +3, +4
59 Празеодим +3
60 Неодим +3, +4
61 Прометий +3
62 Самарий (+2), +3
63 Европий (+2), +3
64 Гадолиний +3
65 Тербий +3, +4
66 Диспрозий +3
67 Гольмий +3
68 Эрбий +3
69 Тулий (+2), +3
70 Иттербий (+2), +3
71 Лютеций +3
72 Гафний +4
73 Тантал (+3), (+4), +5
74 Вольфрам (+2), (+3), (+4), (+5), +6
75 Рений (-1), (+1), +2, (+3), +4, (+5), +6, +7
76 Осмий (+2), +3, +4, +6, +8
77 Иридий (+1), (+2), +3, +4, +6
78 Платина (+1), +2, (+3), +4, +6
79 Золото +1, (+2), +3
80 Меркурий +1, +2
81 Таллий +1, (+2), +3
82 Свинец +2, +4
83 Висмут (-3), (+2), +3, (+4), (+5)
84 Полоний (-2), +2, +4, (+6)
85 Астатин ?
86 Радон 0
87 Франций ?
88 Радий +2
89 Актиний +3
90 Торий +4
91 Протактиний +5
92 Уран (+2), +3, +4, (+5), +6

алюминиевых валентных электронов | Валентность алюминия (Al) с точечной диаграммой

Алюминий валентных электронов: Алюминий — это химический элемент, обозначенный символом (Al) и атомным номером 13.Алюминий — металл серебристо-белого цвета. Al — это металл, используемый в качестве цветного металла. Его соединение в основном присутствует в виде скал, растений и животных. Атомный вес алюминия 26,9815.

Температура плавления алюминия составляет 660 ° C, а температура кипения составляет 2467 ° C. Алюминий также присутствует в некоторых драгоценных камнях, таких как топаз, гранат и хризоберилл.

Египтяне и вавилоняне использовали алюминий во многих других химических веществах и лекарствах.Алюминий в основном используется в некоторых металлах для улучшения их свойств. Металлический алюминий используется во многих вещах, таких как авиастроение, строительные материалы, холодильники, кондиционеры, кухонная утварь, электрические проводники и некоторые принадлежности для приготовления пищи. Есть два типа алюминия: один — мягкий, а второй — самый твердый. Мягкий алюминий мягкий и непрочный, в то время как алюминий также состоит из кремния и железа, которое находится в самой твердой форме.

Точечная диаграмма электронов валентности алюминия

Точечная структура или диаграмма с электронной валентностью всегда показывает или представлено как количество электронов для этого конкретного элемента в виде точек.Алюминий входит в третью группу периодической таблицы. И имеет три валентных электрона. И структура окружена тремя общими точками, одна из которых расположена в верхней части символа. Вторая точка расположена под символом, а третья точка расположена в правой части символа. Вот точечная диаграмма, которую вы можете увидеть и правильно изучить с помощью этой диаграммы.

Валентность алюминия — Al

Алюминий — это металл. Валентность алюминия равна 3, так как количество электронов во внешней оболочке элемента равно 3.Итак, общая валентность алюминия равна 3.

Формула оксида алюминия — Al2O3. Найдите класс валентностей 11 по химии CBSE

— Подсказка: мы знаем, что атомный номер алюминия равен 13, а атомный номер кислорода равен 8. {2}}) \], где n обозначает номер оболочки.{2}} = 2 \] электронов
Во второй оболочке количество валентных электронов = 6 электронов.
Поскольку \ [2 + 6 = 8 \] электронов, атомный номер кислорода равен 8.
Следовательно, для достижения октетной конфигурации алюминий теряет 3 электрона, а кислород получает 2 электрона.
Теперь мы должны написать формулу оксида алюминия, используя метод крест-накрест.
Мы знаем, что в методе крест-накрест числовое значение каждого из зарядов иона пересекается, чтобы стать индексом другого иона.
Заряд алюминия +3, кислорода -2.

Следовательно, мы можем заключить, что валентность алюминия в \ [A {{l} _ {2}} {{O} _ {3}} \] равна 3, а валентность кислорода в \ [A {{l } _ {2}} {{O} _ {3}} \] равно 2.

Примечание. Алюминий теряет 3 валентных электрона, чтобы получить конфигурацию благородного газа Неона, которая равна 2,8.
Точно так же Кислород получает 2 валентных электрона, чтобы получить конфигурацию благородного газа Неона, то есть 2,8.

Химия алюминия (Z = 13) — Chemistry LibreTexts

Алюминий (также называемый алюминием) является третьим по распространенности элементом в земной коре.Он обычно используется в домашнем хозяйстве в качестве алюминиевой фольги, в таких ремеслах, как крашение и гончарное дело, а также в строительстве для изготовления сплавов. В чистом виде металл голубовато-белый и очень пластичный. Он отлично проводит тепло и электричество и находит применение в некоторых проводках. В чистом виде он слишком мягкий для строительных целей, но добавление небольшого количества кремния и железа значительно укрепляет его.

Факты

  • Символ: Al
  • атомный номер: 13
  • Атомный вес: 26.98154 а.е.м.
  • Цвет: Серебристый
  • Точка плавления: 933,4 К
  • Температура кипения: 2792 K
  • Плотность: 2,70 г / см 3
  • Число состояний окисления: 3
  • Отличный восстановитель
  • Имеет 13 электронов, 13 протонов и 14 нейтронов
  • Металл
  • Хороший проводник
  • Устойчив к коррозии
  • Немагнитный
  • Стабильный ион
  • Образует димеры
  • Номер группы: 13

История алюминия

Алюминий занимает третье место в списке десяти самых распространенных элементов земной коры, а его оксид занимает четвертое место среди десяти наиболее распространенных соединений земной коры.Это самый распространенный металл на планете. Его название происходит от латинского alumen, означающего квасцы. Мягкое, легкое и серебристое, его существование было предложено Лавуазье в 1787 году, оно было названо Дэви в 1807 году и окончательно выделено Эрстедом в 1825 году. До этого он был известен как часть квасцов, которые используются в качестве протравы. установить краситель на ткань. В то время он был известен как очень дорогой металл. В конце 1800-х годов два ученых, Чарльз Мартин Холл и Пол Л. Т. Эру, обнаружили, что они могут производить алюминий из оксида алюминия с помощью электролиза и криолита (расплавленного минерала) растворителя.Это позволило снизить цену и сделать алюминий доступным для коммерческого использования.

Алюминий на Земле

Алюминий — третий по распространенности элемент на Земле и самый распространенный металл. Он составляет 8,1% земной коры по массе после кислорода и кремния. Естественно, он находится в химических соединениях с другими элементами, такими как боксит. Его нелегко удалить из природных руд, потому что сначала его нужно восстановить. Чтобы узнать, как глинозем, который используется для производства алюминия, извлекается из бокситов, прочтите процесс Байера в разделе «Очистка алюминия».

Электронная конфигурация алюминия

Чтобы найти электронную конфигурацию атома, вам сначала нужно знать количество электронов, которые у него есть. Поскольку атомный номер алюминия тринадцать, у него тринадцать электронов. Затем вы разделяете электроны между разными орбиталями. Первые два электрона алюминия попадают на 1s-орбиталь, а следующие два электрона переходят на 2s-орбиталь. Следующие шесть электронов заполняют 2p-орбиталь второй оболочки (пока это десять электронов, осталось еще три).Затем электроны 11 и 12 заполняют 3s-орбиталь. Наконец, последний электрон занимает 3р-орбиталь.

Электронная конфигурация для алюминия: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . Электронная конфигурация в основном состоянии [Ne] 3s 2 3p 1 .

Окислительные состояния

Алюминий имеет три степени окисления. Самый распространенный — +3. Два других — +1 и +2. Одна степень окисления +3 для алюминия может быть найдена в составном оксиде алюминия, Al 2 O 3 .В AlO, монооксиде алюминия, он имеет степень окисления +2, а AlH имеет степень окисления +1.

Соединения алюминия

Хотя алюминий не кажется особенно реактивным, он считается активным металлом. Его поведение обманчиво, потому что он быстро реагирует с кислородом воздуха с образованием оксида алюминия (\ (Al_2O_3 \)) или оксида алюминия, который прочно связан с металлом и существует в виде плотного покрытия (в отличие от оксидов железа). Это покрытие защищает его от дальнейшей реакции.Однако очевидно, что это покрытие не является полностью надежным, поскольку алюминий не существует в естественном виде.

Глинозем — это тугоплавкий оксид алюминия, который содержится в боксите и корунде (сапфиры и рубины). Он имеет очень высокую температуру плавления. Одно из применений этого соединения — получение света разного цвета, который можно использовать в качестве лазерного луча. Он также используется в гончарном производстве, крашении, антацидных лекарствах и в производстве химикатов.

Еще одно соединение, содержащее алюминий, — это Al (OH) 3 , которое обычно образуется в виде гелеобразного осадка при гидролизе соединений алюминия в воде.{3+} + 3H_ {2 (g)} \]

При сварке крупных объектов используется термитная реакция:

\ [2Al _ {(s)} + Fe_2O_ {3 (s)} \ rightarrow Al_2O_ {3 (s)} + Fe _ {(s)} \]

Реакции с галогенами

Галогениды алюминия, как и галогениды бора, являются реакционноспособными кислотами Льюиса, что означает, что они легко принимают пару электронов. Например, важным галогенидным комплексом для производства алюминия является криолит NaAlF 6.

\ [6 HF + Al (OH) _3 + 3NaOH \ стрелка вправо Na_3AlF_6 +6 H_2O \]

Оксид и гидроксид алюминия

Оксид алюминия часто называют глиноземом или корундом после кристаллизации.-_ {(водный)} \]

Рафинирование алюминия

Большая часть алюминия сегодня производится по процессу Холла, который использует значительное количество энергии в форме электричества для электролиза металлического алюминия из расплавленной солевой смеси. Большие начальные затраты энергии — одна из важных причин, почему переработка алюминия является такой хорошей и рентабельной идеей.

Поскольку алюминий содержится в соединениях с другими элементами, его необходимо восстанавливать. Процесс Байера был изобретен Карлом Байером в 1887 году.По сути, это относится к переработке боксита, наиболее важной алюминиевой руды, для производства глинозема . Отсюда промежуточный оксид алюминия необходимо переплавить в металлический алюминий с помощью процесса Холла-Эру.

Список литературы

  1. Гарнизон Спозито. Экологическая химия алюминия. pg57-72. 1 декабря 2008 г.
  2. Экологическая химия и токсикология химии. 2 декабря 2008 г.
  3. Петруччи, Общая химия, принципы и современные приложения, издано Macmillan Publishing Company, Девятое издание, стр. 891-893.
  4. «Алюминий». Колумбийская энциклопедия . 6-е изд. Нью-Йорк: Колумбия, 2009.
  5. «Глинозем». Колумбийская энциклопедия . 6-е изд. Нью-Йорк: Колумбия, 2009.

Проблемы

  1. Запишите конфигурацию алюминия, предполагая, что он потерял валентные электроны.
  2. Что происходит с алюминием, когда он вступает в реакцию с хлором?
  3. Уравновесите эти уравнения: a) 2Al (s) → Al 3 + (вод.) + E
    b) Al (s) + Pb + (вод.) → Al 3 + (водн.) + Pb (ов)
  4. Какая электронная конфигурация алюминия?
  5. Каков процесс извлечения глинозема из бокситов?
  6. Завершите и сбалансируйте следующие реакции.
    1. Al (OH) 3 (т.) + OH (водн.) →
    2. Al (OH) 3 (т.) + H + (водн.) →

Решения

1. 1s 2 2s 2 2p 6 , или [Ne]

2. Образует димер.

3. a) 2Al (s) → Al 3 + (водн.) + 3 e

б) 2 Al (тв.) + 3 Pb + (водн.) → 2 Al 3 + (водн.) + 3 Pb (т.)

4.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

5. Процесс Байера

6,1 Al (OH) 3 (т. Е.) + OH (водн.) → [Al (OH) 4 ] (водн.)

6,2 Al (OH) 3 ( s) + 3 H + (водн.) → Al (H 2 O) 3 ] 3+ (водн.)

Авторы и авторство

  • Лия Д’Анджело, Ханна Тауэрс, Даниэль Аренс

Стивен Р.Марсден

Сколько валентных электронов у алюминия?

Что такое валентные электроны? — Урок для детей

Электроны валентности похожи на указания в наборе Lego.В этом уроке мы узнаем, что такое валентные электроны и почему ученым нужно знать количество валентных электронов в атоме.

Работа и мощность во вращательном движении

Посмотрев этот урок, вы сможете объяснить, что такое работа и мощность в контексте вращательного движения, и использовать уравнения для решения задач, связанных с вращательной работой и мощностью.Затем последует короткая викторина.

Изотопы и средняя атомная масса

Когда вы выпиваете стакан воды, вы на самом деле пьете смесь тяжелой и легкой воды.Какая разница? Это вредно? Это видео объяснит разницу между двумя типами воды и подробно расскажет о значении различных изотопов элементов.

Точка эквивалентности: определение и расчет

Этот урок объясняет термин «точка эквивалентности» в химии.Мы рассмотрим несколько примеров распространенных стратегий решения проблем, связанных с вычислением точки эквивалентности, и укажем на распространенные ошибки.

Урок

Elements для детей: определение и факты

Золото.Кислород. Вести. Дармштадтиум. Вы, возможно, никогда не слышали о дармштадтиуме, хотите верьте, хотите нет, но у него есть что-то общее с золотом, кислородом и свинцом. Все четыре слова — это названия элементов. Готовимся узнать все об элементах!

Правило октетов и структуры атомов Льюиса

Изучите правило октетов и его применение к уровням энергии электронов.Определите валентные электроны и узнайте, как их определять, глядя на таблицу Менделеева. Также узнайте, какое отношение они имеют к правилу октетов. Узнайте, как нарисовать диаграмму Льюиса атома, и поймите, как она дает ключи к разгадке химической связи.

Химические связи III: полярный ковалент

Вы не знаете, как определить, какую связь образуют два атома? Этот урок поможет вам понять разницу между полярными и неполярными ковалентными связями, а также как предсказать, как два атома будут взаимодействовать.

Теплопередача и изменение фаз

Посмотрев этот урок, вы сможете объяснить, что такое теплопередача, и описать различные фазовые изменения, которые могут возникнуть в результате теплопередачи, с точки зрения положения молекул.Вы также сможете дать названия этим фазовым изменениям. Затем последует короткая викторина.

Электронные конфигурации на уровнях атомной энергии

Этот урок объяснит, что делают электроны внутри атома.Настройтесь, чтобы узнать, как мы указываем, где они расположены, и как это описание местоположения поможет нам предсказать свойства элемента.

Студенты с умственными отклонениями

Студенты с ограниченными интеллектуальными возможностями обладают уникальными характеристиками и особыми потребностями.В этом уроке определяется и объясняется концепция умственной отсталости и рассматривается, как эти ученики могут по-разному взаимодействовать и учиться в классе.

Квантовая механическая модель: определение и обзор

Откройте для себя квантово-механическую модель атома и определите, чем она отличается от орбитальной модели.Узнайте о квантово-механических свойствах электронов, а затем пройдите тест, чтобы проверить свои знания.

Что такое движение? — Определение и уравнения

Посмотрев это видео, вы сможете объяснить, что такое движение, и использовать основные уравнения движения для решения задач.Для проверки ваших знаний последует короткая викторина.

Обзор химических связей

Узнайте о наиболее распространенных типах химических связей: ионных, ковалентных, полярных ковалентных и металлических.Узнайте, как они формируются и почему держатся вместе. Пройдите тест и посмотрите, сколько знаний вы сохранили.

Именование и запись формул для бинарных молекулярных соединений

В этом уроке вы узнаете, что значит быть бинарным молекулярным соединением и как правильно называть эти типы химических веществ.Вы попрактикуетесь в составлении имен, научитесь писать формулы и закончите тестированием себя с помощью короткой викторины.

студентов Химия: Валентность

Валентность или число валентности, это мера количества химических связей, образованных атомами данного элемента. Валентность некоторых общих элементов и соединений.

Вам понадобится валентность, когда вы узнаете, как были получены формулы для кислот и оснований.


ЭЛЕМЕНТЫ

0 Магний

9 0014

+2

Элемент

Символ

Водород

+1

Кислород

O

-2

Углерод

+4

Кальций

Ca

+2

Железо

Fe

+2

Алюминий

Al

Na

+1

Калий

K

+1

+1

Mg

+2

Цинк

Zn

Медь

Cu

+2

    Серебро

+1

Свинец

Pb

87

85

    2 900 900 + 900

Класс

-1

СОЕДИНЕНИЯ

087

Соединение

185 Al (OH) 3 — это формула гидроксида алюминия (основания). Его валентность равна 3. Значит, ему нужны 3 OH.

Это для людей, которые не понимают валентность

Валентность — это не что иное, как облигации, например. это CO 2 , потому что C имеет валентность + 4 и O -2. Итак, два -2 равны -4, поэтому они компенсируют образование сбалансированного соединения.

Фосфат алюминия — это AlPO 4 , потому что Al имеет валентность +3, а PO 4 валентность -3. Так что они отменяют напрямую.

Фосфат кальция — это Ca 3 (PO 4 ) 2 , потому что валентность Ca равна +2, а валентность PO 4 равна -3. Таким образом, три раза +2 и два раза -3 дают +6 и -6 соответственно, что исключает.

Карбонат нестабилен, потому что CO 3 имеет 3 атома кислорода, что делает валентность -6, но C имеет только +4, поэтому он нестабилен.

Легко, правда?

Персонализированная обучающая платформа для студентов K6-K12

Бесплатная Персонализированная обучающая платформа для студентов

Simply Science — это бесплатная персонализированная платформа для обучения детей в возрасте от 6 до 12 классов на основе STEM.Мы — веб-сайт открытого обучения, который побуждает детей понимать концепции и логику в удобном для них темпе, предлагая помощь с помощью интерактивной навигации. Развивайте способности решения проблем, творческий подход к дизайну, логику и наблюдательность, не выходя из дома, бесплатно!

Обучение на основе тем

Наш контент создан специально для привлечения маленьких умов и их любопытства. Разделенные на темы, вы можете выбрать интересующую вас тему и просто узнать все, что вы хотели знать о ней.Упорядоченный, умный и интерактивный с помощью примеров, аналогий и моделирования, Simply Science гарантирует, что вы приложите максимум усилий для своего мышления!

Знайте свой IQ и SQ

Оцените свою способность обрабатывать информацию. Применяйте рассуждения и науку с помощью быстрого бесплатного теста IQ и SQ. Определите свои сильные и слабые стороны и сосредоточьтесь на своих интересах, чтобы построить свой научный коэффициент, который пробуждает ваше любопытство и облегчает изучение STEM. Наши IQ и SQ указывают на формирующую оценку по естествознанию и математике, которая может продвинуть вас вперед и раскрыть новый потенциал.

Технологии позволяют обучаться

Раскройте науку, математику и их загадки с помощью наших уникальных технологий, основанных на исследованиях на основе тем. Отправьтесь в новый мир с нашими темами полного погружения, наполненными забавными, увлекательными видео, викторинами и персонализированной лентой контента.

Лучшая платформа для внеклассных занятий STEM для учащихся

В то время как формальное школьное и институциональное обучение сосредоточено на языках, когнитивном развитии и многих других вещах, Simply Science является вспомогательной идеей учебной программы, обучая учащихся в 6 и 12 классах по естествознанию, технологиям, инженерии. и математика.Благодаря междисциплинарному подходу, мероприятиям и ресурсам, ориентированным на воздействие, это идеальное занятие для молодых умов после школы.

Комплексные темы обучения для детей от 9 до 18 лет

Узнавайте что-то новое каждый день, развивайте интересы и отвечайте на вопросы, которые всегда заставляли вас задуматься! Педагогика Simply Science поощряет вас исследовать, вводить новшества и применять полученные концепции в повседневной жизни, от базовых концепций до подробных бесед. Наша тематическая модель гарантирует, что тема охватывает все темы в дисциплинах, которые она затрагивает — математику, науку и технологии, биологию и химию и все, что между ними.

Интерактивный и увлекательный контент и виртуальная помощь

Межотраслевое обучение с сокровищницей ресурсов — мы считаем, что каждый молодой ум должен иметь доступ к взаимосвязанным и равным возможностям обучения. Наука формирует мир, она всепроникающая и преобразующая. Наши материалы мирового уровня, методология и ресурсы идут рука об руку с учебной программой учебного заведения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Обозначение

Валентность

Сульфат

SO 4

11

0

0

0

2

0

OH

-1

Карбонат

CO 3

-2

-2

NO 3

-2

Фосфат

PO 4908 95

-3

Карбонат водорода

HCO 3

-1 например,