Глава 14. Химия алюминия Простое вещество

Алюминий - р-элемент главной подгруппы III группы периодической системы. Это самый распространенный в природе металл. Важнейшие природные соединения - алюмосиликаты, в частности - нефелин (Na,K)₂[Al₂Si₂O₈], корунд Al₂O₃, бокситы (содержат до 60 % Al₂O₃), криолит - Na₃AlF₆.

Электронное строение атома: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

Валентность постоянна и равна III.

Cтепени окисления: 0, +3.

Физические свойства

Алюминий - серебристо-белый металл, легкий, механически прочный и очень пластичный. Обладает высокой электро- и теплопроводностью, температура плавления 650 ⁰C.

Получение алюминия

Алюминий получают электролизом Al₂O₃ в расплавленном криолите Na₃AlF₆ c добавкой фторида кальция CaF₂:

На катоде выделяется алюминий: Al^3 + 3e  Al⁰

На графитовом (угольном) аноде - кислород: 2O^2  4e 

Химические свойства

Алюминий - сильный восстановитель (уступает только s-металлам).

I. Взаимодействие с простыми веществами - неметаллами (при нагревании).

2Al + 3Cl₂  2AlCl₃ ; 2Al + 3S  Al₂ S₃

2Al + 3I₂  2AlI₃ ; 4Al + 3C  Al₄C₃ ; 2Al + N₂  2AlN

Алюминий соединяется с кислородом уже при обычной температуре; при этом поверхность его покрывается оксидной пленкой Al₂O₃ и дальше окисление не идет, так как пленка защищает металл от коррозии. Мелкораздробленный алюминий при нагревании на воздухе сгорает ярким пламенем, выделяя много тепла:

4Al + 3O₂ 2Al₂O₃ + Q