Место алюминия в таблице Менделеева и его роль в природе

Алюминий – металл с уникальными свойствами, которые применяются повсеместно. Он легкий, прочный, пластичный. Устойчив к разрушениям от воды, ветра, времени. Не магнитится, хорошо проводит ток. Его можно переплавлять бесконечное количество раз, изготавливая новые материалы.

История открытия

В 1808 году английский ученый-химик выдвинул теорию, что для получения алюминия (от латинского alumen –«квасцы») необходимо применить метод электролиза глинозема. Но сделать это удалось только спустя 17 лет.

Датский химик с помощью хлора, угля, глинозема создал нечистый металл, но он прекратил эксперименты. Их решил продолжить немецкий ученый, который спустя 2 года обнаружил алюминий в виде порошка. А после 18 лет изучений получил шарики из этого металла.

В 1856 году метод усовершенствовали, открыли первый алюминиевый завод. За 35 лет работы химическим способом изготовили около 200 тонн металла. Он был похож на серебро, но легкий по весу. Из-за трудностей добычи алюминий стал дорогим, элитным. Из него делали:

ювелирные украшения;
медали;
статуэтки;
другие предметы декора.

В 1886 году французский инженер с помощью постоянного электрического тока получил чистый алюминий. Это был простой, дешевый способ, требующий только электричества. Заводы, где применяли этот метод, строили вблизи воды и ГЭС. Благодаря этому материал получил широкое применение в промышленности.

Алюминий в таблице Менделеева

Элемент находится в III группе, главной подгруппе А третьего периода таблицы Д. И. Менделеева. Обозначается латинскими буквами Al. Порядковый номер 13, атомная масса алюминия равна 26,98. Степень окисления +3.

Рядом с ним располагаются:

металл магний;
неметалл кремний.

В природе нет изотопов алюминия.

Строение атома алюминия

Электронная формула алюминия представлена на рисунке ниже.

Атом состоит из заряженного ядра, в котором 13 протонов и 14 нейтронов. Ядро окружают 3 оболочки, по которым распространяются 13 электронов. Валентных электронов – 3.

Физические свойства

Представляет собой серебристо-белый металл. Температура плавления алюминия 660°С.

Элемент имеет следующие основные физические свойства:

высокую пластичность;
малую прочность;
низкое сопротивление электричеству;
хорошую теплопроводность;
низкую плотность;
хорошую способность отражать свет;
устойчивость к низким температурам.

Именно благодаря этим свойствам он применяется как в чистом виде, так и в составе разных сплавов. На воздухе быстро окисляется, покрывается оксидной пленкой, поэтому устойчив к коррозии.

Химические свойства

Они определяются способностью вещества вступать в реакции, образовывать соединения алюминия:

при нагревании активно взаимодействует с серой, образует сульфид алюминия;
при высоких температурах с азотом – нитрид алюминия;
с фосфором – фосфид алюминия;
с углеродом – карбид алюминия;
с кислотами – образуются соли;
при взаимодействии с солью ртути образуется амальгама;
при комнатной температуре взаимодействует с галогенами, получаются галогениды.

Если смешать порошок алюминия с пероксидом натрия, добавить воды, смесь будет гореть белым пламенем. Он является хорошим восстановителем, при помощи реакции алюмотермии получают некоторые другие металлы, например ванадий и вольфрам.

Сплавы обладают уникальными свойствами:

с марганцем – прочный, пластичный, не поддающийся негативным воздействиям природы материал;
с магнием – гибкий, необычайно прочный, устойчивый к коррозии, вибрациям;
с медью – высокотехнологичный материал, легкий, гибкий, но поддающийся разрушениям от воды.

Алюминий в природе

Среди других металлов алюминий по распространенности занимает лидирующие позиции. В земной коре его содержание составляет около 9%. Он не встречается в чистом виде, только в соединениях.

Есть в некоторых горных породах, рудах, минералах, но добыть его именно в природе можно только из бокситов. Их месторождения находятся в:

Бразилии;
Гвинее;
Ямайке;
Австралии.

Всего насчитывается около 300 минералов, в состав которых входит этот металл.

Морские обитатели способны накапливать его внутри себя в небольших количествах. Он достаточно токсичен, негативно влияет на нервную систему живых организмов.

Соединения алюминия были также найдены на Луне, Марсе.

[advice]Где и какими полезными ископаемыми богата Россия? Ответ в нашей статье по ссылке.[/advice]

Применение

Благодаря химическим, физическим свойствам этот элемент широко применяется в различных областях. Хорошо обрабатывается, поддается литью, ковке, можно спрессовать, штамповать.

Области применения:

В электрической промышленности – для изготовления проводов.
В авиации, машиностроении используют сплавы с медью, магнием, железом, кремнием и т. д. Такие соединения имеют высокую прочность и легкость одновременно. Они устойчивы к морозам, повышенным температурам. Из них делают винты для самолетов, запчасти для машин, вертолетов. Благодаря высокой стойкости к коррозии применяют при кораблестроении.
В ракетостроении сам металл и его соединения применяют при строительстве шаттлов, реакторов. Используют для горения ракетного топлива.
В железнодорожной сфере – при строительстве рельс, их сварке.
При производстве военной техники (танков, самолетов артиллерийских установок и других) применяют сплавы. В ядерной энергетике, радиолокации их используют при конструировании деталей.
В металлургической сфере из него получают хром, марганец, кальций. Применяют для сварки деталей, раскисания сталей.
В пищевой промышленности используют для хранения продуктов (кухонные принадлежности, фольга и другие варианты). При контакте еда не теряет витаминов, других полезных свойств.
В текстильном деле сульфат алюминия нужен для окрашивания тканей, различные его соединения применяют для получения синтетического каучука.
В строительной промышленности востребован при изготовлении оконных рам, дверей, различных запчастей конструкций, каркасов.
При добыче, переработке нефти сплавы используют при конструировании бурильных установок, нефтепроводных труб, для изготовления контейнеров, в которых хранится, перевозится нефть.
Из соединений делают ювелирные изделия (в том числе искусственные камни) и бижутерию, лазерные, абразивные материалы, запчасти для часов, адсорбенты, применяемые при очищении жидкостей и газов.
В туристической и армейской сферах производят столовые приборы, походную утварь (ложки, вилки, кружки, котелки и другие).
Напыления применяют для повышения прочности поверхностей, устойчивости к коррозии, защиты от воздействия различных химических веществ.

Он активно применяется при приборостроении для конструирования:

фото-, киноаппаратуры;
радио;
телефонов.

Чистый материал содержится в зеркалах, светоотражательных, осветительных приборах. При производстве стекла применяются алюминиевые соли.

В фармацевтике используют при лечении:

язв;
раздражения желудка;
диспепсии.

Гидроксид алюминия – основной компонент медицинских препаратов, которые снижают кислотность желудка. Сульфат алюминия является хорошим коагулянтом, это химическое свойство применяется при очищении воды от бактерий.

В косметологии – дезодоранты и антиперспиранты содержат в себе соединения этого продукта. В емкостях, сделанных из него, транспортируют жидкие газы, кислоты (азотную и уксусную), перекись водорода и другие вещества. В сельском хозяйстве делают ангары для хранения зерна и других продуктов.

Горючие и взрывчатые средства содержат в составе алюмотол – смесь с алюминиевым порошком.

Алюминий легко поддается переработке. Собранный из него лом сортируется, прессуется, сушится, переплавляется.

Необычный и легкий материал широко используется во всех сферах деятельности человека. Он удобный и обладает уникальными свойствами, благодаря которым его применяют в быту и промышленности.

А что вы знаете об этом химическом элементе? Сохраните страницу в закладки, поделитесь статьей с друзьями в социальных сетях.

Предлагаем ознакомиться с несколькими видео по теме статьи.

Алюминий – самый распространенный металл на земле.