Jaké fyzikální vlastnosti jsou charakteristické pro hliník?

Kovy jsou jedním z nejpohodlněji zpracovatelných materiálů. Mají také své vlastní vůdce. Například základní vlastnosti hliníku jsou lidem známy již dlouhou dobu. Jsou natolik vhodné pro každodenní použití, že se tento kov stal velmi oblíbeným. Jaké jsou vlastnosti hliníku jako jednoduché látky a jako atomu, budeme zvažovat v tomto článku.

Obsah

1. Historie objevu hliníku
2. Obecná charakteristika atomu hliníku
3. Hliník jako jednoduchá látka: fyzikální vlastnosti
4. Chemické vlastnosti hliníku
5. Regenerační kapacita
6. Distribuce v přírodě
7. Příjem
8. přihláška
9. Vlastnosti hydroxidu hlinitého

Historie objevu hliníku

Člověk již odedávna zná sloučeninu dotyčného kovu – kamenec draselný. Používal se jako prostředek, který dokázal nabobtnat a spojit složky směsi, což bylo nutné i při výrobě kožených výrobků. Existence oxidu hlinitého ve své čisté formě se stala známou v XNUMX. století, v jeho druhé polovině. Nebyla však získána žádná čistá látka.

Vědec H. K. Ørsted byl první, kdo izoloval kov z jeho chloridu. Byl to on, kdo ošetřil sůl amalgámem draslíku a ze směsi izoloval šedý prášek, kterým byl hliník v čisté formě.

Pak se ukázalo, že chemické vlastnosti hliníku se projevují v jeho vysoké aktivitě a silné redukční schopnosti. Nikdo jiný s ním proto dlouho nepracoval.

V roce 1854 však Francouz Deville dokázal získat kovové ingoty elektrolýzou taveniny. Tato metoda je aktuální i dnes. Zejména masová výroba cenného materiálu začala ve XNUMX. století, kdy byly vyřešeny problémy s výrobou velkého množství elektřiny v podnicích.

Dnes je tento kov jedním z nejoblíbenějších a nejpoužívanějších ve stavebnictví a v domácím průmyslu.

Obecná charakteristika atomu hliníku

Pokud daný prvek charakterizujeme jeho pozicí v periodické tabulce, lze rozlišit několik bodů.

1. Sériové číslo – 13.
2. Nachází se ve třetím malém období, třetí skupině, hlavní podskupině.
3. Atomová hmotnost – 26,98.
4. Počet valenčních elektronů je 3.
5. Konfigurace vnější vrstvy je vyjádřena vzorcem 3s 2 3p 1.
6. Název prvku je hliník. silně vyjádřeno.
7. V přírodě nemá žádné izotopy, existuje pouze v jedné formě, s hmotnostním číslem 27.
8. Chemická značka je AL, ve vzorcích se čte jako „hliník“.
9. Oxidační stav je jedna, rovný +3.

Chemické vlastnosti hliníku jsou plně potvrzeny elektronovou strukturou jeho atomu, protože má velký atomový poloměr a nízkou elektronovou afinitu a je schopen působit jako silné redukční činidlo, jako všechny aktivní kovy.

Hliník jako jednoduchá látka: fyzikální vlastnosti

Pokud mluvíme o hliníku jako o jednoduché látce, pak se jedná o stříbřitě bílý lesklý kov. Na vzduchu rychle oxiduje a pokrývá se hustým oxidovým filmem. Totéž se děje při vystavení koncentrovaným kyselinám.

Přítomnost takové vlastnosti činí výrobky vyrobené z tohoto kovu odolnými vůči korozi, což je přirozeně pro lidi velmi výhodné. To je důvod, proč je hliník tak široce používán ve stavebnictví. Vlastnosti hmoty jsou zajímavé i tím, že tento kov je velmi lehký, přesto odolný a měkký. Kombinace těchto vlastností není dostupná pro každou látku.

Existuje několik základních fyzikálních vlastností, které jsou charakteristické pro hliník.

1. Vysoký stupeň kujnosti a tažnosti. Z tohoto kovu je vyrobena lehká, pevná a velmi tenká fólie, která je navíc stočena do drátu.
2. Teplota tání – 660 °C.
3. Bod varu – 2450 0 C.
4. Hustota – 2,7 g/cm3.
5. Krystalová mřížka je objemově centrovaná, kovová.
6. Typ připojení – kov.

Fyzikální a chemické vlastnosti hliníku určují oblasti jeho použití a použití. Pokud mluvíme o každodenních aspektech, pak hrají velkou roli vlastnosti, které jsme již probrali výše. Jako lehký, odolný a antikorozní kov se hliník používá v letectví a stavbě lodí. Proto je velmi důležité tyto vlastnosti znát.

Chemické vlastnosti hliníku

Z chemického hlediska je dotyčný kov silným redukčním činidlem, které je schopno vykazovat vysokou chemickou aktivitu a přitom je čistou látkou. Hlavní věc je odstranit oxidový film. V tomto případě se aktivita prudce zvyšuje.

Chemické vlastnosti hliníku jako jednoduché látky jsou určeny jeho schopností reagovat s:

• kyseliny;
• alkálie;
• halogeny;
• šedá.

Za normálních podmínek neinteraguje s vodou. V tomto případě z halogenů bez zahřívání reaguje pouze s jódem. Jiné reakce vyžadují teplotu.

Pro ilustraci chemických vlastností hliníku lze uvést příklady. Rovnice reakcí interakce s:

Obecně platí, že nejdůležitější vlastností dané látky je její vysoká schopnost obnovovat další prvky z jejich sloučenin.

Regenerační kapacita

Redukční vlastnosti hliníku jsou jasně viditelné při reakcích interakce s oxidy jiných kovů. Snadno je extrahuje ze složení látky a umožňuje jim existovat v jednoduché formě. Například: Cr₂O₃ + AL = AL₂O₃ + Kr.

V metalurgii existuje celá metoda výroby látek na základě podobných reakcí. Říká se tomu aluminotermie. Proto se v chemickém průmyslu tento prvek používá speciálně pro výrobu jiných kovů.

Distribuce v přírodě

Z hlediska prevalence mezi ostatními kovovými prvky je hliník na prvním místě. V zemské kůře je obsaženo 8,8 %. Pokud ji srovnáme s nekovy, pak její místo bude třetí, po kyslíku a křemíku.

Díky své vysoké chemické aktivitě se nevyskytuje v čisté formě, ale pouze jako součást různých sloučenin. Například existuje mnoho známých rud, minerálů a hornin, které obsahují hliník. Získává se však pouze z bauxitu, jehož obsah v přírodě není příliš vysoký.

Nejběžnější látky obsahující dotyčný kov:

• živce;
• bauxit;
• žuly;
• oxid křemičitý;
• hlinitokřemičitany;
• čediče a další.

V malých množstvích se hliník nutně nachází v buňkách živých organismů. Některé druhy klubových mechů a mořských obyvatel jsou schopny akumulovat tento prvek ve svém těle po celý život.

Příjem

Fyzikální a chemické vlastnosti hliníku umožňují jeho získání pouze jedním způsobem: elektrolýzou taveniny odpovídajícího oxidu. Tento proces je však technologicky složitý. Teplota tání AL₂O₃ přesahuje 2000 0 C. Z tohoto důvodu nemůže být přímo podroben elektrolýze. Postupujte proto následovně.

1. Bauxit se těží.
2. Jsou očištěny od nečistot a zbyde pouze oxid hlinitý.
3. Poté se kryolit roztaví.
4. Tam se přidává oxid.
5. Tato směs se elektrolyzuje a získá se čistý hliník a oxid uhličitý.

Výtěžek produktu je 99,7 %. Je však možné získat ještě čistší kov, který se používá pro technické účely.

přihláška

Mechanické vlastnosti hliníku nejsou tak dobré, aby jej bylo možné použít v čisté formě. Nejčastěji se proto používají slitiny na bázi této látky. Těch je mnoho, můžete jmenovat ty nejzákladnější.

1. Duralové.
2. Hliník-mangan.
3. Hliník-hořčík.
4. Hliník-měď.
5. Siluminy.
6. Aviál.

Jejich hlavním rozdílem jsou přirozeně přísady třetích stran. Všechny jsou na bázi hliníku. Jiné kovy činí materiál trvanlivějším, odolnějším proti korozi, opotřebení a snadno zpracovatelným.

Existuje několik hlavních oblastí použití hliníku, a to jak v čisté formě, tak ve formě jeho sloučenin (slitin).

1. Pro výrobu drátu a fólie používané v každodenním životě.
2. Výroba nádobí.
3. Stavba letadla.
4. Stavba lodí.
5. Stavebnictví a architektura.
6. Vesmírný průmysl.
7. Tvorba reaktorů.

Společně se železem a jeho slitinami je hliník nejdůležitějším kovem. Právě tito dva zástupci periodické tabulky nalezli nejrozsáhlejší průmyslové uplatnění v lidských rukou.

Vlastnosti hydroxidu hlinitého

Hydroxid je nejběžnější sloučenina, kterou tvoří hliník. Jeho chemické vlastnosti jsou stejné jako u samotného kovu – je amfoterní. To znamená, že je schopen vykazovat dvojí povahu, reagovat s kyselinami i zásadami.

Samotný hydroxid hlinitý je bílá želatinová sraženina. Snadno se získává reakcí hlinitých solí s alkálií nebo hydroxidem amonným. Při reakci s kyselinami poskytuje tento hydroxid obvyklou odpovídající sůl a vodu. Dojde-li k reakci s alkálií, vznikají hydroxokomplexy hliníku, jejichž koordinační číslo je 4. Příklad: Na[Al(OH)₄] – tetrahydroxyaluminát sodný.

Hliník má vlastnosti, které jsou použitelné v mnoha průmyslových odvětvích: vojenské záležitosti, stavebnictví, potravinářství, doprava atd. Je tažný, lehký a v přírodě velmi rozšířený. Až do poloviny XNUMX. století se o hliníku nebo restaurování nemluvilo.

Každý chemický prvek lze posuzovat z hlediska tří věd: fyziky, chemie a biologie. A v tomto článku se pokusíme hliník co nejpřesněji charakterizovat.

Hliník se dnes používá téměř ve všech průmyslových odvětvích, od výroby potravinářského náčiní až po tvorbu trupů kosmických lodí. Pro určité výrobní procesy jsou vhodné pouze některé značky.

Oxynitrid hliníku (neboli AlON) je keramika složená z hliníku, kyslíku a dusíku. Materiál je opticky transparentní (> 80 %) v ultrafialovém, viditelném a půlvlnném rozsahu elektromagnetického spektra. Vyrábí v zahraničí Surmet Corporation pod značkou ALON. Ruští vědci nedávno vyvinuli vlastní technologii výroby průhledného hliníku, která se poněkud liší od dovážených analogů.

Slitiny hliníku se velmi často používají ve stavebnictví, průmyslu a dalších výrobních odvětvích. Před jejich použitím je však nutné se seznámit s vlastnostmi slitin a také s vlastnostmi jejich zpracování.

Hliník se poměrně aktivně používá v potravinářském průmyslu i v každodenním životě. Vyrábí se z něj nádobí, všechny druhy nádob na tekutiny a směsi a vyrábí se z něj stroje a zařízení pro výrobu potravin. K tomu se obvykle používají potravinářské hliníkové plechy.

Výroba hliníku v Rusku je v plném proudu. Za pouhý rok se zde vyrobí přes 4 000 000 tun této slitiny. Na rozdíl od populární mylné představy je tento kov na planetě nejrozšířenější, následovaný železem. Ale co je vyrobeno z hliníku, protože je známo, že se používá v různých průmyslových odvětvích?