Гіпермаркет знань >> хімія >> Хімія 9 клас >> Хімія: Алюміній
Будова і властивості атомів. Алюміній Аl - елемент головної підгрупи III групи періодичної системи Д. І. Менделєєва. Атом алюмінію містить на зовнішньому енергетичному рівні три електрони, які він легко віддає при хімічних взаємодіях. У родоначальника підгрупи і верхнього сусіда алюмінію - бору радіус атома менше (у бору він дорівнює 0,080 нм, у алюмінію - 0,143 нм). Крім того, у атома алюмінію з'являється один проміжний восьміелектрон-ний шар (2е-; 8е-; зе-), який перешкоджає тяжінню зовнішніх електронів до ядра. Тому у атомів алюмінію відновні властивості виражені набагато сильніше, ніж у атомів бору, який проявляє неметалічні властивості.
Майже у всіх своїх сполуках алюміній має ступінь окислення +3.
Алюміній - проста речовина. Сріблясто-білий легкий метал. Плавиться при 660 ° С. Дуже пластичний, легко витягується в дріт і прокочується в фольгу товщиною 0,01 мм. Володіє дуже великий електричну провідність і теплопровідність. Утворює з іншими металами легкі і міцні сплави.
Алюміній - дуже активний метал . В ряді напруг він знаходиться відразу ж після лужних і лужноземельних металів. Однак при кімнатній температурі на повітрі алюміній не змінюється, оскільки його поверхня покрита дуже міцною тонкою плівкою оксиду, яка захищає метал від впливу компонентів повітря і води.
Якщо порошок алюмінію або тонку алюмінієву фольгу сильно нагріти, то вони спалахують і згоряють сліпучим полум'ям:
Дану реакцію ви спостерігаєте при горінні бенгальських вогнів і феєрверків.
Алюміній, як і всі метали, легко реагує з неметаллами , Особливо в порошкоподібному стані. Для того щоб почалася реакція, необхідно початкове нагрівання, за винятком реакцій з галогенами - хлором і бромом, зате потім все реакції алюмінію з неметалами йдуть дуже бурхливо і супроводжуються виділенням великої кількості теплоти: 
Алюміній добре розчиняється в розбавлених сірчаної і соляної кислотах:
2Аl + 6НСl = 2АlСl3 + ЗН2
2Аl + ЗН2SO4 = Аl2 (SO4) 3 + ЗН2
А ось концентровані сірчана і азотна кислоти пасивують алюміній, утворюючи на поверхні металу щільну, міцну оксидну плівку, яка перешкоджає подальшому протіканню реакції. Тому ці кислоти перевозять в алюмінієвих цистернах.
Як ви вже знаєте, оксид і гідроксид алюмінію мають амфотерними властивостями, тому алюміній розчиняється у водних розчинах лугів, утворюючи солі - алюмінати:
2Аl + 2NаОН + 2Н20 = 2NаАlO2 + ЗН2
Алюміній широко використовується в металургії для отримання металів - хрому, марганцю, ванадію, титану, цирконію з їх оксидів. Як ви пам'ятаєте, цей спосіб носить назву алюминотермии. На практиці часто застосовується терміт - суміш Fе3O4 з порошком алюмінію. Якщо цю суміш підпалити, наприклад, за допомогою магнієвої стрічки, то відбувається енергійна реакція з виділенням великої кількості теплоти.
Теплоти, що виділяється цілком достатньо для повного розплавлення утворюється заліза, тому цей процес використовують для зварювання сталевих виробів.
Алюміній дуже міцно пов'язаний в природних з'єднаннях з киснем та іншими елементами, і виділити його з цих сполук хімічними методами дуже важко. Алюміній можна отримати електролізом - розкладанням розплаву його оксиду Аl2O3 на складові частини за допомогою електричного струму. Але температура плавлення оксиду алюмінію близько 2050 ° С, тому для проведення електролізу необхідні великі витрати енергії.
Технічно доступним металом алюміній став після того, як був знайдений спосіб знизити температуру плавлення оксиду алюмінію хоча б до 1000 ° С. Цей спосіб відкрили в 1886 р американський і французький вчені Ч. Хол і П. Еру, які встановили, що оксид алюмінію добре розчиняється в розплавленому кріоліті, формула якого Nа3АlF6. Розплав оксиду алюмінію в кріоліті піддають електролізу на алюмінієвих заводах.
Світове виробництво алюмінію стає дедалі більше. Він відтіснив на третє і наступні місця мідь та інші кольорові метали і став другим за значенням металом триваючого залізного віку . Алюміній майже втричі легше стали і стійкий до корозії, тому вигідніше стали в тих областях застосування, де потрібні ці властивості.
З'єднання алюмінію. У природі алюміній зустрічається тільки у вигляді сполук і за поширеністю в земній корі займає перше місце серед металів і третє - серед всіх елементів (після кисню і кремнію). Загальний вміст алюмінію в земній корі становить близько 9% (по масі).
Зазначимо найважливіші природні сполуки алюмінію.
Алюмосилікати. Ці сполуки можна розглядати як солі, утворені оксидами алюмінію, кремнію, лужних і лужноземельних металів. Вони і складають основну масу земної кори. Зокрема, алюмосилікати входять до складу польових шпатів - найбільш поширених мінералів і глин.
Боксит - гірська порода, з якої отримують алюміній. Вона містить оксид алюмінію Аl2O3.
Корунд - мінерал складу Аl2O3, володіє дуже високою твердістю, його дрібнозернистий різновид, що містить домішки, - наждак, застосовується як абразивний (шліфувальний) матеріал.
Цю ж формулу має і інше природне з'єднання - глинозем.
Добре відомі прозорі забарвлені домішками кристали корунду: червоні - рубіни і сині - сапфіри, які використовують як дорогоцінні камені. В даний час їх отримують штучно і застосовують не тільки для прикрас, але і для технічних цілей, наприклад, для виготовлення деталей годинників та інших точних приладів. Кристали рубінів застосовують в лазерах.
Оксид алюмінію Аl2O3 - біла речовина з дуже високою температурою плавлення. Може бути отриманий розкладанням при нагріванні відповідного йому гідроксиду алюмінію:
2Аl (ОН) 3 = А12O3 + ЗН2O
Гідроксид алюмінію Аl (ОН) 3 випадає у вигляді драглистого осаду при дії лугів на розчини солей алюмінію, наприклад:
АlСl3 + ЗNaОН = Аl (ОН) 3 + ЗNaСl
надлишок
Як амфотерний гідроксид він легко розчиняється в кислотах і в розчинах лугів:
Аl (ОН) 3 + ЗНNO3 = Аl (NО3) 3 + ЗН20
Алюминатами називають солі нестійких алюмінієвих кислот - ортоалюмініевой і метаалюминиевой (її можна розглядати як ортоалюмініевую кислоту, від молекули якої відняли молекулу води). До природних алюмінатом відноситься благородна шпінель (вона прикрашає історичну реліквію - корону російських імператорів) і дорогоцінний хризоберил.
Солі алюмінію, крім фосфатів, добре розчинні у воді. Деякі солі (сульфіди, сульфіти) розкладаються водою.
Хлорид алюмінію АlСl3 застосовують як каталізатор у виробництві дуже багатьох органічних речовин.
Відкриття алюмінію. Алюміній був вперше отриманий датським фізиком X. Ерстед в 1825 р Назва цього елемента походить від лат. Алюмен, так в давнину називалися галун, які використовували для фарбування тканин.
1. Будова атома алюмінію.
2 Фізичні та хімічні властивості алюмінію: освіта броміду, сульфіду, карбіду, оксиду, алюмінатів.
3. Алюмінотермія.
4. Отримання алюмінію електролізом.
5. Області застосування алюмінію.
6. Природні сполуки алюмінію: алюмосилікати (глина і польові шпати), корунд (рубін, сапфір, наждак).
7. Амфотерность оксиду і гідроксиду алюмінію.
Чому в алюмінієвому посуді не можна зберігати лужні або кислі розчини?
Яке з'єднання алюмінію могло послужити матеріалом для гіперболоїда інженера Гаріна в романі А. Толстого ?
Яку хімічну реакцію поклав в основу оповідання «Бенгальські вогні» його автор Н. Носов?
На яких фізичних і хімічних властивостях грунтується застосування в техніці алюмінію і його сплавів?
Напишіть в іонному вигляді рівняння реакцій між розчинами сульфату алюмінію і гідроксиду калію при нестачі і надлишку останнього.
Напишіть рівняння реакцій наступних перетворень: Аl -> АlСl3 -> Аl (0Н) 3 -> Аl2O3 -> NаАl02 -> Аl2 (SO4) 3 -> Аl (ОН) 3 -> АlСl3 -> NаАlO2
Реакції, що відбуваються за участю електролітів, запишіть в іонної формі. Першу реакцію розгляньте як окислювально-відновний процес.
Який об'єм водню може бути отриманий при розчиненні в едком натре 270 мг сплаву алюмінію, що містить міді? Вихід водню прийміть рівним 85% від тео-іческі можливого.
Напишіть твір на тему «Художній образ веществаа або хімічного процесу», використовуючи свої знання з хімії алюмінію.
графіки і таблиці до уроку хімії 9 класу , Ідеальні уроки з хімії , Програма по усіх предметів
зміст уроку 
конспект уроку
опорний каркас презентація уроку акселеративного методи інтерактивні технології Практика завдання і вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відео- та мультимедіа фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення реферати статті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні і додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику оновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .
Чому в алюмінієвому посуді не можна зберігати лужні або кислі розчини?Носов?
На яких фізичних і хімічних властивостях грунтується застосування в техніці алюмінію і його сплавів?
