Nhôm là kim loại nhẹ, có màu trắng bạc. Nó được biểu thị bằng ký hiệu “Al”. Ở dạng tinh khiết nhất, kim loại nhôm có màu trắng xanh.
Vị trí của Nhôm (Al) trong bảng tuần hoàn
Nhôm là nguyên tố thứ 13 trong bảng tuần hoàn. Nó nằm ở chu kỳ 3 và nhóm 13. Nhóm này có 3 electron ở lớp ngoài cùng. Các yếu tố của nhóm này bao gồm nhôm là kim loại trong tự nhiên. Trong tất cả các nguyên tố, Boron và nhôm có giá trị thương mại lớn hơn cả.
Thông tin:
Số nguyên tử
- Số nguyên tử của nhôm là 13.
Trọng lượng nguyên tử
- Trọng lượng nguyên tử của nhôm là 26,98 amu
Cấu hình electron
- Nhôm có 13 electron và 14 notron. Số proton cũng là 13. Cấu hình electron của nhôm là 1s22s22p63s23p1. Nhôm có 3 electron ở lớp vỏ hóa trị.
Trạng thái oxy hóa
- Ba trạng thái oxi hóa của nhôm là +3, +1 và +2. Trong hợp chất Al2O3, nhôm có trạng thấy oxi hóa +3.
Quặng
Nhôm hiếm khi tồn tại tự do trong tự nhiên. Hầu hết nó liên kết với oxy để tạo thành Alumina. Tuy nó là một trong những kim loại phong phú nhất trong vỏ trái đất. Nó thường hiện diện ở quạng Bauxite và Cryolite. Các dạng nhôm khác trong tự nhiên là Micas, Feldspar, Vermiculite, Gibbsite, garnet và emerald.
Vỏ trái đất
Nhôm là kim loại nhiều thứ ba trong lớp vỏ trái đất. Nó bao phủ 7-8% vỏ trái đất.
Khám phá:
- Nhôm đã được người Hy Lạp và La Mã cổ đại sử dụng và được đặt tên là alumina. Họ đã xác định được sự tồn tại của nó nhưng đã không cô lập được nó thành công.
Khai thác
Nó lần đầu được phân lập bởi Hans Oersted vào năm 1825. Ông đun nóng và trộn Alumnium Clorua khan với KHg để thu được một lượng nhỏ nhôm.
Sau đó 1827 Fredrick Wohler đã đun nóng nhôm clorua với kali trong bình bạch kim để thu được nhôm.
Bauxite là chất có lượng nhôm tự nhiên lớn hơn và các tạp chất trong bauxite có thể loại bỏ dễ dàng hơn. Bauxit là oxit ngâm nước của nhôm, 90% bauxite được dùng để sản xuất nhôm. Các tạp chất có trong bauxite là silica, sắt oxit và đất sét. Đó là một quá trình phức tạp được thực hiện bởi quy mô công nghiệp, sẽ cho năng suất nhôm tối đa.
Trong hiện đại quy trình sản xuất nhôm chính được gọi là quy trình Bayer. Đầu tiên bauxite được hòa tan trong natri hydroxit nóng chảy ở 1200 độ C sau đó kết tủa bằng carbon dioxide sau đó, nó được hòa tan trong criolit ở 950 độ C và được điện phân bằng quy trình Beyer.
Tính chất hóa học của nhôm (Al)
Phản ứng với không khí
Nhôm không phản ứng với oxy trong không khí do hiện diện của lớp phủ oxit bảo vệ bề mặt kim loại. Tuy nhiên nếu bề mặt không được bảo vệ thì no sẽ phản ứng với oxy tạo ra sản phẩm là oxit nhôm.
- 4Al(s) + 3O2(l) -> 2Al2O3 (s)
Phản ứng với axit
Nhôm được hòa tan nhanh chóng trong axit clohydric đậm đặc.
- 2Al(s) + 3H2SO4(aq) → 2Al3+(aq) + 2SO42-(aq) + 3H2(g)
Phản ứng với Halogen:
Kim loại nhôm phản ứng mạnh với halogen để tạo thành halogenua. Đây thường là phản ứng mạnh mẽ.
- 2Al(s) + 3Cl2(l) → 2AlCl3(s)
Phản ứng với bazo:
Alumnium phản ứng với bazo bằng các phản ứng sau:
- 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O → 2Na+(aq) + 2[Al(OH)4]- + 3H2(g)
Tính chất vật lý của nhôm (Al)
Tỉ trọng
- Nhôm có khối lượng riêng là 2,7g/cm3
Độ nóng chảy
- Nó có nhiệt độ nóng chảy 660 độ C
Điểm sôi
- Nhiệt độ sôi của nhôm là 2470 độ C
Đồng vị:
- Nhôm có khoảng 22 đồng vị. Trong số đồng vị này, 27 Al là ổn định nhất.
Cấu trúc tinh thể
- Nhôm đặc có cấu trúc tinh tể lập phương tâm mặt.
Trọng lượng riêng
- Trọng lượng riêng của nhôm là 2,7.
Trọng lượng nhẹ
- Khối lượng nguyên tử của nhôm là 26,9.
Chống ăn mòn:
- Qúa trình tự bảo vệ và sơn phủ giúp nhôm đạt được khả năng chống ăn mòn tối đa.
Tính dẫn điện
Nhôm có khả năng dẫn điện tuyệt vời. Đây là lý do nó được tìm thấy trong các hệ thống dây điện khác nhau. Đặc biệt nó được dùng để truyền tải điện năng ở khoảng cách xa. Độ dẫn điện của nhôm gấp khoảng hai lần so với đồng.
Dẫn nhiệt
Alumnium có độ dẫn nhiệt tương đối cao. Nhôm có độ dẫn nhiệt cao hơn khoảng 50-60% so với đồng.
Phản xạ
Bản chất phản xạ của nhôm với các hợp kim khác làm cho nó trở thành nguồn tốt để đánh bóng gương.
Độ dẻo:
Nhôm ở dạng tinh khiết nhất rất dễ uốn. Đây là lý do nó không thể được sử dụng ở dạng tinh khiết nhất cho mục đích xây dựng. Việc bỏ sung silicon hoặc sắt làm cho nó hoàn hảo để làm vật liệu xây dựng.
Tái chế
Vật liệu làm từ nhôm có thể dễ dàng tái chế để thu lại nhôm. Vòng lặp tái chế này làm nó trở thành nguyên liệu tốt để sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.
