Алюминий молекула – Урок №49. Алюминий. Положение алюминия в периодической системе и строение его атома. Нахождение в природе. Физические и химические свойства алюминия.

Алюминий и его соединения. Свойства и применение алюминия

Урок химии 13 — Алюминий  и его соединения. Свойства и применение алюминия.

В периодической таблице алюминий находится в третьем периоде, в  главной подгруппе третьей группы. Заряд ядра +13. Электронное строение атома 1s22s22p63s23p1.

Наиболее характерная степень окисления атома алюминия +3. Отрицательная степень окисления проявляется редко. Во внешнем электронном слое атома существуют свободные d-подуровни. Благодаря этому его координационное число в соединениях может равняться не только 4 ([AlCl4], [AlH4], алюмосиликаты), но и 6 (Al2O3,[Al(OH2)6]3+).

Алюминий — типичный амфотерный элемент. Для него характерны не только анионные, но и катионные комплексы. Так, в кислой среде существует катионный аквакомплекс [Al(OH2)6]3+, а в щелочной — анионный гидроксокомплекс  [Al(OH)6]3-.

В виде простого вещества алюминий — серебристо-белый, довольно твердый металл с плотностью 2,7 г/см

3 (т. пл. 660  оС, т. кип. ~2500 оС). Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Характеризуется высокой тягучестью, теплопроводностью и электропроводностью (составляющей 0,6 электропроводности меди). С этим связано его использование в производстве электрических проводов. При одинаковой электрической проводимости алюминиевый провод весит вдвое меньше медного.

На воздухе алюминий покрывается тончайшей (0,00001 мм), но очень плотной пленкой оксида, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и придающей ему матовый вид. При обработке поверхности алюминия сильными окислителями (конц. HNO3, K2Cr2O7) или анодным окислением толщина защитной пленки возрастает. Устойчивость алюминия позволяет изготавливать из него химическую аппаратуру и емкости для хранения и транспортировки азотной кислоты.

Алюминий легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Алюминиевая фольга (толщиной0,005 мм) применяется в пищевой и фармацевтической промышленности для упаковки продуктов и препаратов.

Основную массу алюминия используют для получения различных сплавов, наряду с хорошими механическими качествами характеризующихся своей легкостью. Важнейшие из них — дюралюминий (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe и Si), силумин (85 — 90% Al, 10 — 14% Si, 0,1% Na) и др. Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, в производстве посуды и во многих других отраслях промышленности. По объему применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна.

Алюминий, кроме того, применяется как легирующая добавка ко многим сплавам для придания им жаростойкости.

Химические свойства.  Реагирует с неметаллами:

4Al + 3O2 → 2Al2O3 ;                      2Al + 3Br2 → 2AlBr3

c оксидами металлов:

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe (алюмотермия)

c водой (если удалить оксидную пленку):

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2

c кислотами ( HCl и Н2SO4  пассивируется конц.  HNO

3 ):

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

c щелочами:

2Al + 2NaOH + 6H2О → 2Na [Al(OH)4] + 3H2

Соединения алюминия.

Оксид алюминия представляет собой белую, очень тугоплавкую (т. пл. 2050 оС) и нерастворимую в воде массу. Природный Al2O3 (минерал корунд), а также  полученный искусственно и затем сильно прокаленный отличается большой твердостью и нерастворимостью в кислотах. В растворимое состояние Al2O3 (т. н. глинозем) можно перевести сплавлением со щелочами.

Ввиду нерастворимости Al2O3 в воде, отвечающий этому оксиду гидроксид Al(OH)3 может быть получен лишь косвенным путем из солей. Получение гидроксида можно представить в виде следующей схемы. При действии щелочей ионами OH постепенно замещаются в аквокомплексах [Al(OH2)6]3+молекулы воды:

[Al(OH2)6

]3+ + OH = [Al(OH)(OH2)5]2+ + H2O

[Al(OH)(OH2)5]2+ + OH = [Al(OH)2(OH2)4]+ + H2O

[Al(OH)2(OH2)4]+ + OH = [Al(OH)3(OH2)3]0 + H2O

Al(OH)3 представляет собой объемистый студенистый осадок белого цвета, практически нерастворимый в воде, но легко растворяющийся в кислотах и сильных щелочах. Он имеет, следовательно, амфотерный характер. Однако и основные и особенно кислотные его свойства выражены довольно слабо. В избытке NH4OH гидроксид алюминия нерастворим. Одна из форм дегидратированного гидроксида — алюмогель используется в технике в качестве адсорбента.

При взаимодействии с сильными щелочами образуются соответствующие алюминаты:

NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]

Алюминаты наиболее активных одновалентных металлов в воде хорошо растворимы, но ввиду сильного гидролиза растворы их устойчивы лишь при наличии достаточного избытка щелочи. Алюминаты, производящиеся от более слабых оснований, гидролизованы в растворе практически нацело и поэтому могут быть получены только сухим путем (сплавлением Al

2O3 с оксидами соответствующих металлов).

С кислотами Al(OH)3 образует соли. Производные большинства сильных кислот хорошо растворимы в воде, но довольно значительно гидролизованы, и поэтому растворы их показывают кислую реакцию. Еще сильнее гидролизованы растворимые соли алюминия из слабых кислот. Вследствие гидролиза сульфид, карбонат, цианид и некоторые другие соли алюминия из водных растворов получить не удается.

Галогениды алюминия в обычных условиях — бесцветные кристаллические вещества. В ряду галогенидов алюминия AlF3 сильно отличается по свойствам от своих аналогов. Он тугоплавок, мало растворяется в воде, химически неактивен. Основной способ получения AlF3 основан на действии безводного HF на Al2O3 или Al:

Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O

Соединения алюминия с хлором, бромом и иодом легкоплавки, весьма реакционноспособны и хорошо растворимы не только в воде, но и во многих органических растворителях. Взаимодействие галогенидов алюминия с водой сопровождается значительным выделением теплоты. В водном растворе все они сильно гидролизованы, но в отличие от типичных кислотных галогенидов неметаллов их гидролиз неполный и обратимый. Будучи заметно летучими уже при обычных условиях, AlCl

3, AlBr3 и AlI3 дымят во влажном воздухе (вследствие гидролиза). Они могут быть получены прямым взаимодействием простых веществ.

Сульфат алюминия Al2(SO4)3.18H2O получается при действии горячей серной кислоты на оксид алюминия или на каолин. Применяется для очистки воды, а также при приготовлении некоторых сортов бумаги.

Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2.12H2O применяются в больших количествах для дубления кож, а также в красильном деле в качестве протравы для хлопчатобумажных тканей. В последнем случае действие квасцов основано на том, что образующиеся вследствие их гидролиза гидроксид алюминия отлагается в волокнах ткани в мелкодисперсном состоянии и, адсордбируя краситель, прочно удерживает его на волокне.

Из остальных производных алюминия следует упомянуть его ацетат (иначе — уксуснокислую соль) Al(CH3COO)3, используемый при крашении тканей (в качестве протравы) и в медицине (примочки и компрессы). Нитрат алюминия легко растворим в воде. Фосфат алюминия нерастворим в воде и уксусной кислоте, но растворим в сильных кислотах и щелочах.

Это был урок химии 13 — Алюминий  и его соединения. Свойства и применение алюминия.

Расскажите об этой статье друзьям:

Friend me:

к нашему сайту.

sovety-tut.ru

История алюминия | История вещей

← История презерватива Тональный крем →

Название «алюминий» произошло от «алюмиум» — вещество, открытое английским ученым-химиком Хэмфри Дэви в 1807 году. Корень слова «алюм» обозначает «квасцы», представляющие собой соль алюминия.

Попытки Хэмфри выделить открытый им металл в чистом виде не увенчались успехом, и только в 1825 году другой ученый, датчанин Ханс Кристиан Эрстед, смог получить алюминий без примесей.

Спустя еще 20 лет немецким ученым Фридрихом Вехлером были проведены первые глубокие исследования свойств алюминия. Своей целью Вехлер ставил открыть секрет легкости этого металла.

Многие из ученых того времени пытались решить проблему выделения этого металла, предлагались различные способы, но все они имели свои изъяны. Так, в середине 50-х годов XIX века француз Анри Сент-Клер Девиль, научился получать алюминий, используя натрий, однако на выходе получалось всего несколько килограммов легкого металла. В результате, этот способ практически не использовался в промышленном производстве, но получил широкое распространение у ученых, что позволило им ставить больше опытов по изучению характеристик алюминия.

История получения алюминия путем плавления началась в конце XIX века. Этот способ был открыт в 1886 году одновременно двумя разными учеными: американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру. Интересен тот факт, что они не только в один год изобрели метод Холла-Эру, как впоследствии его назвали, но и их даты рождения и смерти тоже совпадают (1863-1914 гг.).

Спустя 2 года австриец Карл Вайер модернизировал метод Холла-Эру, взяв в качестве исходного материала для производства алюминия не его оксид, а бокситы. Это привело к падению цен на алюминий на 80 % и его широкому распространению в промышленности.

Алюминий стали использовать практически везде: от бытовой сферы до производства оружия. Его упоминал в своих произведениях всемирно известный писатель Жюль Верн. Там герои строили из алюминия ракеты и корабли.

Также способствовало развитию применения алюминия и изобретение многослойной фанеры, резины и, конечно же, пластмассы. Все эти материалы активно интегрировались с алюминием при производстве сложных устройств и механизмов. О динамике развития производства алюминия говорит тот факт, что за сто с лишним лет, с конца XIX по XXI век, производство алюминия увеличилось в 110 тысяч раз и в 2010 году составило 40 млн. тонн.

xn----dtbjalal8asil4g8c.xn--p1ai

Химия Алюминий

                                    Алюминий                                    
Алюминий - самый распостраненный в земной коре металл. На его долю приходится
5,5-6,6 мол. доли % или 8 масс. %. Главная масса его сосредоточена в
алюмосиликатах. Чрезвычайно распространенным продуктом разрушения образованных
ими горных пород является глина, основной состав которой отвечает формуле Al
2O3.2SiO2.2H2O. Из
других природных форм нахождения алюминия наибольшее значение имеют боксит Al
2
O3.xH2O и минералы корунд Al2 O3 и криолит AlF3.3NaF. Впервые алюминий был получен Велером в 1827 году действием металлического калия на хлорид алюминия. Однако, несмотря на широкую распространенность в природе, алюминий до конца XIX века принадлежал к числу редких металлов. В настоящее время в промышленности алюминий получают электролизом раствора глинозема Al2O3 в расплавленнном криолите. Al2 O3 должен быть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия примеси удаляются с большим трудом. Температура плавления Al2O3 около 2050оС, а криолита - 1100оС. Электролизу подвергают расплавленную смесь криолита и Al2O3, содержащую около 10 масс.% Al2O3, которая плавится при 960оС и обладает электрической проводимостью, плотностью и вязкостью, наиболее благоприятствующими проведению процесса. При добавлении AlF3, CaF 2 и MgF2 проведение электролиза оказывается возможным при 950 оС. В периодической системе алюминий находится в третьем периоде, в главной подгруппе третьей группы. Заряд ядра +13. Электронное строение атома 1s2 2s22p63s23p1. Металлический атомный радиус 0,143 нм, ковалентный - 0,126 нм, условный радиус иона Al3+ - 0,057 нм. Энергия ионизации Al - Al+ 5,99 эВ. Наиболее характерная степень окисления атома алюминия +3.Отрицательная степень окисления проявляется редко. Во внешнем электронном слое атома существуют свободные d-подуровни. Благодаря этому его координационное число в соединениях может равняться не только 4 (AlCl4-, AlH4-, алюмосиликаты), но и 6 (Al2O3,[Al(OH2)6 ]3+). В виде простого вещества алюминий - серебристо-белый, довольно твердый металл с плотностью 2,7 г/см3 (т.пл. 660оС, т. кип. ~2500о С). Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Характеризуется высокой тягучестью, теплопроводностью и электропроводностью (составляющей 0,6 электропроводности меди). С этим связано его использование в производстве электрических проводов. При одинаковой электрической проводимости алюминмевый провод весит вдвое меньше медного. На воздухе алюминий покрывается тончайшей (0,00001 мм), но очень плотной пленкой оксида, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и придающей ему матовый вид. При обработке поверхности алюминия сильными окислителями (конц. HNO3 , K2Cr2O7) или анодным окислением толщина защитной пленки возрастает. Устойчивость алюминмя позволяет изготавливать из него химическую аппаратуру и емкости для хранения и транспортировки азотной кислоты. Алюминий легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Алюминиевая фольга (толщиной 0,005 мм) применяется в пищевой и фармацевтической промышленности для упаковки продуктов и препаратов. Основную массу алюминия используют для получения различных сплавов, наряду с хорошими механическими качествами характеризующихся своей легкостью. Важнейшие из них - дуралюминий (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe и Si), силумин (85 - 90% Al, 10 - 14% Sk, 0,1% Na) и др. Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, в производстве посуды и во многих других отраслях промышленности. По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна. Алюминий, кроме того, применяется как легирующая добавка ко многим сплавам для придания им жаростойкости. При накаливании мелко раздробленного алюминия он энергично сгорает на воздухе. Аналогично протекает и взаимодействие его с серой. С хлором и бромом соединение происходит уже при обычной температуре, с иодом - при нагревании. При очень высоких температурах алюминий непосредственно соединяется также с азотом и углеродом. Напротив, с водородом он не взаимодействует. По отношению к воде алюминий вполне устойчив. Но если механическим путем или амальгамированием снять предохраняющее действие оксидной пленки, то происходит энергичная реакция: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2­ Сильно разбавленные, а также очень концентрированные HNO3 и h3SO4 на алюминий почти не действуют (на холоду), тогда как при средних концентрациях этих кислот он постепенно растворяется. Чистый алюминий довольно устойчив и по отношению к соляной кислоте, но обычный технический металл в ней растворяется. Алюминий заметно растворяется в растворах солей, имеющих вследствие их гидролиза кислую или щелочную реакцию, например, в растворе Na2CO3. В ряду напряжений он располагается между Mg и Zn. Во всех своих устойчивых соединениях алюминий трехвалентен. Соединение алюминия с кислородом сопровождается громадным выделением тепла (1676 кДж/моль Al2O3), значительно большим, чем у многих других металлов. В виду этого при накаливании смеси оксида соответствующего металла с порошком алюминия происходит бурная реакция, ведущая к выделению из взятого оксида свободного металла. Метод восстановления при помощи Al (алюмотермия) часто применяют для получения ряда элементов (Cr, Mn, V, W и др.) в свободном состоянии. Алюмотермией иногда пользуются для сварки отдельных стальных частей, в часности стыков трамвайных рельсов. Применяемая смесь (“термит”) состоит обычно из тонких порошков алюминия и Fe3O4. Поджигается она при помощи запала из смеси Al и BaO2. Основная реакция идет по уравнению: 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 3350 кДж Причем развивается температура около 3000оС. Оксид алюминия представляет собой белую, очень тугоплавкую (т. пл. 2050о С) и нерастворимую в воде массу. Природный Al2O3 (минерал корунд), а также полученный искусственно и затем сильно прокаленный отличается большой твердостью и нерастворимостью в кислотах. В растворимое состояние Al 2O3 (т. н. глинозем) можно перевести сплавлением со щелочами. Обычно загрязненный оксидом железа природный корунд вследствие своей чрезвычайной твердости применяется для изготовления шлифовальных кругов, брусков и т.д. В мелко раздробленном виде он под названием наждака служит для очистки металлических поверхностей и изготовления наждачной бумаги. Для тех же целей часто пользуются Al2O3, получаемым сплавлением боксита (техническое название - алунд). Прозрачные окрашеннные кристаллы корунда - красный рубин - примесь хрома - и синий сапфир - примесь титана и железа - драгоценные камни. Их получают так же искусственно и используют для технических целей, например, для изготовления деталей точных приборов, камней в часах и т.п. Кристаллы рубинов, содержащих малую примесь Cr2O3, применяют в качестве квантовых генераторов - лазеров, создающих направленный пучок монохроматического излучения. Al(OH)3 представляет собой объемистый студенистый осадок белого цвета, практически нерастворимый в воде, но легко растворяющийся в кислотах и сильных щелочах. Он имеет, следовательно, амфотерный характер. Однако и основные и особенно кислотные его свойства выражены довольно слабо. В избытке NH4OH гидроксид алюминия нерастворим. Одна из форм дегидратированного гидроксида - алюмогель используется в технике в качестве адсорбента. При взаимодействии с сильными щелочами образуются соответствующие алюминаты: NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4] Алюминаты наиболее активных одновалентных металлов в воде хорошо растворимы, но ввиду сильного гидролиза растворы их устойчивы лишь при наличии достаточного избытка щелочи. Алюминаты, производящиеся от более слабых оснований, гидролизованы в растворе практически нацело и поэтому могут быть получены только сухим путем (сплавлением Al2O3 с оксидами соответствующих металлов). Образуются метаалюминаты, по своему составу производящиеся от метаалюминиевой кислоты HAlO2. Большинство из них в воде нерастворимо. С кислотами Al(OH)3 образует соли. Производные большинства сильных кислот хорошо растворимы в воде, но довольно значительно гидролизованы, и поэтому растворы их показывают кислую реакцию. Еще сильнее гидролизованы растворимые соли алюминия и слабых кислот. Вследствие гидролиза сульфид, карбонат, цианид и некоторые другие соли алюминия из водных растворов получить не удается. В водной среде анион Al3+ непосредственно окружен шестью молекулами воды. Такой гидратированный ион несколько диссоциирован по схеме: [Al(OH2)6]3+ + H2O = [Al(OH)(OH2)5]2+ + OH3+ Константа его диссоциации равна 1.10-5,т.е. он является слабой кислотой (близкой по силе к уксусной). Октаэдрическое окружение Al 3+ шестью молекулами воды сохраняется и в кристаллогидратах ряда солей алюминия. Алюмосиликаты можно рассматривать как силикаты, в которых часть кремниекислородных тетраэдров SiO44- заменена на алюмокислородные тетраэдры AlO45-. Из алюмосиликатов наиболее распространены полевые шпаты, на долю которых приходится более половины массы земной коры. Главные их представители - минералы ортоклаз K2Al2Si6O16 или K2O.Al2O3.6SiO2 альбит Na2Al2Si6O16 или Na2O.Al2O3.6SiO2 анортит CaAl2Si2O8 или CaO.Al2O3.2SiO2 Некоторые алюмосиликаты обладают рыхлой структурой и способны к ионному обмену. Такие силикаты - природные и особенно искусственные - применяются для водоумягчения. Кроме того, благодаря своей сильно развитой поверхности, они используются в качестве носителей катализаторов, т.е. как материалы, пропитываемые катализатором. Галогениды алюминия в обычных условиях - бесцветные кристаллические вещества. В ряду галогенидов алюминия AlF3 сильно отличается по свойствам от своих аналогов. Он тугоплавок, мало растворяется в воде, химически неактивен. Основной способ получения AlF3 основан на действии безводного HF на Al2O3 или Al: Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O Соединения алюминия с хлором, бромом и иодом легкоплавки, весьма реакционноспособны и хорошо растворимы не только в воде, но и во многих органических растворителях. Взаимодействие галогенидов алюминия с водой сопровождается значительным выделением теплоты. В водном растворе все они сильно гидролизованы, но в отличие от типичных кислотных галогенидов неметаллов их гидролиз неполный и обратимый. Будучи заметно летучими уже при обычных условиях, AlCl3, AlBr3 и AlI3 дымят во влажном воздухе (вследствие гидролиза). Они могут быть получены прямым взаимодействием простых веществ. Плотности паров AlCl3, AlBr3 и AlI3 при сравнительно невысоких температурах более или менее точно соответствуют удвоенным формулам - Al2Hal6. Пространственная структура этих молекул отвечает двум тетраэдрам с общим ребром. Каждый атом алюминия связан с четырьмя атомами галогена, а каждый из центральных атомов галогена - с обоими атомами алюминия. Из двух связей центрального атома галогена одна является донорно-акцепторной, причем алюминий функционирует в качестве акцептора. С галогенидными солями ряда одновалентных металлов галогениды алюминия образуют комплексные соединения, главным образом типов M3[AlF6] и M[AlHal4] (где Hal - хлор, бром или иод). Склонность к реакциям присоединения вообще сильно выражена у рассматриваемых галогенидов. Именно с этим связано важнейшее техническое применение AlCl3 в качестве катализатора (при переработке нефти и при органических синтезах). Из фторалюминатов наибольшее применение (для получения Al, F2, эмалей, стекла и пр.) имеет криолит Na3[AlF6]. Промышленное производство искусственного криолита основано на обработке гидроксида алюминия плавиковой кислотой и содой: 2Al(OH)3 + 12HF + 3Na2CO3 = 2Na3[AlF6] + 3CO2 + 9H2O Хлоро-, бромо- и иодоалюминаты получаются при сплавлении тригалогенидов алюминия с галогенидами соответствующих металлов. Хотя с водородом алюминий химически не взаимодействует, гидрид алюминия можно получить косвенным путем. Он представляет собой белую аморфную массу состава (AlH3)n. Разлагается при нагревании выше 105оС с выделением водорода. При взаимодействии AlH3 с основными гидридами в эфирном растворе образуются гидроалюминаты: LiH + AlH3 = Li[AlH4] Гидридоалюминаты - белые твердые вещества. Бурно разлагаются водой. Они - сильные восстановители. Применяются (в особенности Li[AlH4]) в органическом синтезе. Сульфат алюминия Al2(SO4)3.18H2 O получается при действии горячей серной кислоты на оксид алюминия или на каолин. Применяется для очистки воды, а также при приготовлении некоторых сортов бумаги. Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2.12H2O применяются в больших количествах для дубления кож, а также в красильном деле в качестве протравы для хлопчатобумажных тканей. В последнем случае действие квасцов основано на том, что образующиеся вследствие их гидролиза гидроксид алюминия отлагается в волокнах ткани в мелкодисперсном состоянии и, адсордбируя краситель, прочно удерживает его на волокне. Из остальных производных алюминия следует упомянуть его ацетат (иначе - уксуснокислую соль) Al(CH3COO)3, используемый при крашении тканей (в качестве протравы) и в медицине (примочки и компрессы). Нитрат алюминия легко растворим в воде. Фосфат алюминия нерастворим в воде и уксусной кислоте, но растворим в сильных кислотах и щелочах. Несмотря на наличие громадных количеств алюминия в почках, растениях, как правило, содержат мало этого элемента. Еще значительно меньше его содержание в животных организмах. У человека оно составляет лишь десятитысячные доли процента по массе. Биологическая роль алюминия не выяснена. Токсичностью соединения его не обладают.

works.tarefer.ru

Алюминий — wiki.web.ru

Алюминий – химический элемент в главной подгруппе III группы периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Открыт датским учёным Х. Эрстедом в 1825 г. Порядковый номер его 13, атомный вес 26,9815. Электронная конфигурация атома алюминия в невозбужденном состоянии 1s22s22p63s23p1. Валентными являются три электрона s- и р-подуровней последнего слоя, в соответствии с этим алюминий проявляет максимальную валентность 3+. В обычных условиях алюминий проявляет степень окисления +3, при высоких температурах +1, редко +2.

Алюминий состоит из одного стабильного изотопа 27Al (100%). Алюминий - серебристо-белый лёгкий металл. Решётка алюминия кубическая гранцентрированная с параметром а = 0,40413 нм. (4,0413 Е). Алюминий высокой чистоты (99,996%) характеризуется следующими физическими свойствами: плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3, t плавления 660,24°С, t кипения 2500°С, теплопроводность (при 190°С) 343 Вт/м • К, удельная теплоёмкость (при 100°С) 931,98 Дж/кг • К, электропроводность по отношению к меди (при 20°С) 65,5%, коэффициент термического расширения (от 20 до 100°С) 2,39 • 10-5 град-1. Алюминий обладает невысокими прочностью (предел прочности при растяжении 50-60 МПа) и твёрдостью (170 МПа, по Бринеллю), но высокой пластичностью (до 50%). Алюминий хорошо полируется, анодируется и имеет высокую отражательную способность (90%). Алюминий стоек к действию различных типов природных вод, азотной и органической кислот. На воздухе алюминий покрывается тонкой прочной плёнкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и коррозии.

Алюминий обладает большим сродством к кислороду, образуя окись Al2О3; в порошкообразном состоянии при накаливании в токе кислорода он сгорает, развивая температуру около 3000°С. Эту особенность алюминия используют в алюминотермии для восстановления некоторых металлов из их окислов. При высокой температуре алюминий соединяется с азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид AlN, карбид Al4С3 и сульфид Al2S3. С водородом алюминий не взаимодействует; гидрид (AlH3)х получают косвенным путём. Алюминий легко растворяется в щелочах с выделением водорода и образованием алюминатов. Большинство солей алюминия хорошо растворимо в воде.

Алюминий по распространенности в земной коре занимает третье место. Содержание его в литосфере, по А.П.Виноградову, 8,80%. В природе встречается исключительно в виде соединений. Алюминий входит в состав 270 минералов. Наиболее распространенные из них алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды и др.) и продукты их выветривания - глины. Важнейшие минералы: калиевый полевой шпат, плагиоклаз, биотит, мусковит, цинвальдит, лепидолит, нефелин и лейцит. Известны двойные силикаты кальция и алюминия - цоизит, эпидот и везувиан, двойной силикат магния и алюминия - кордиерит. Силикат алюминия Al2SiO5 образует минералы: кианит, силлиманит и андалузит. Из содержащих фтор алюмосиликатов можно отметить топаз Аl2(ОН,F)2[SiO4]. Оксид алюминия -минерал корунд. Важнейший источник получения алюминия - боксит - состоит из минералов бемита и диаспора АlООН и гидраргиллита (гиббсита) Аl(ОН)3. Важным минералом алюминия является также криолит Na3AlF6. Из руд основным сырьём для получения алюминия служат бокситы. Затем используются нефелиновые сиениты и их разновидности (уртиты, силлиманитовые и кианитовые сланцы, алунитовые породы).

Основной особенностью геохимического поведения алюминия в эндогенных процессах является его довольно равномерное распределение в кристаллизующихся алюмосиликатах - полевых шпатах, слюдах, амфиболах и пироксенах. Для постмагматических и гидротермальных образований он не характерен. Единственным своеобразным, но достаточно редким минералом алюминия, связанным с пегматитами, является криолит Na3[AlF6]. В экзогенных процессах алюминий - весьма слабый мигрант вследствие высокой гидролизуемости его солей с выпадением в осадок малорастворимой гидроокиси Al(OH)3, слабой растворимости его других соединений, высокой кристаллохимической устойчивости алюмокремнекислородных радикалов в алюмосиликатах. Главным концентратором алюминия в экзогенных процессах является каолин, образующийся как остаточный продукт в процессе выветривания кислых, средних и основных пород. Впоследствии при размыве и переотложении каолинитовых кор выветривания алюминий попадает в осадочные породы, главным образом глины. В особо контрастных условиях выветривания (влажные тропики, высокая температура среды) разложение в горных породах достигает стадии формирования остаточных (элювиальных) бокситов. Мало алюминия в живых организмах и гидросфере, хотя и известны отдельные организмы - концентраторы алюминия (плауны, некоторые виды моллюсков). Вместе с тем в почвах и в некоторых водах, богатых органическим веществом, отмечается определённая миграционная подвижность алюминия в виде органо-минеральных соединений. Особая подвижность алюминия устанавливается в некоторых вулканогенно-гидротермальных ультракислых и кислых растворах.

Металлический алюминий в промышленности получают электролизом раствора глинозёма в расплавленном криолите или расплаве AlCl3; А. высокой чистоты (99,996%) вырабатывают электролитическим рафинированием с помощью т.н. трёхслойного способа. Принципиально та же технология, но с использованием органических электролитов позволяет доводить чистоту рафинируемого алюминия до 99,999%.

См. также:

Литература:

  • Тихонов В. Н. Аналитическая химия алюминия. М., «Наука». 1971, стр. 266.

wiki.web.ru

Алюминий димерные молекулы - Справочник химика 21

    Еще меньше структурного сходства обнаруживают галогениды многих других металлов при сравнении их кристаллических систем с молекулами в газе. Трихлорид алюминия, так же как и трихлорид железа, кристаллизуется в гексагональной слоистой структуре. При плавлении и дальнейшем испарении в условиях относительно низких температур образуются димерные молекулы. При более высоких температурах они диссоциируют на мономеры. Это демонстрируется на рис. 9-57 [63]. [c.472]
    В димерных молекулах хлорида алюминия атомы расположены в виде двух деформированных тетраэдров, соединенных общим ребром (рис. 8-3). Каждый атом алюминия связан с четырьмя атомами хлора, а каждый из центральных атомов хлора — с обоими атомами алюминия. [c.144]

    Фторид алюминия резко отличается по свойствам от остальных его галидов. Имеет координационную решетку типа ReOз (см. рис. 71), тугоплавок, не растворяется в воде, химически неактивен. Хлорид имеет слоистую решетку, а кристаллы А1Вгз и АП3 состоят из димерных молекул А12На1б (рис. 190). [c.458]

    Фторид алюминия резко отличается по свойствам от остальных его галидов. Имеет координационную решетку типа КеОз (см. рис. 92), тугоплавок, не растворяется в воде, химически неактивен. Хлорид имеет слоистую решетку (см. рис. 178), а кристаллы А1Вгз и АПз состоят из димерных молекул AlaHaU (рис. 231). Поэтому они легкоплавки, заметно летучи при обычной температуре. Очень гигроскопичны и на воздухе расплываются. Хорошо растворяются не только в воде, но и во многих органических растворителях. [c.531]

    В димерных молекулах реакционный центр, в частности атом алюминия, становится более экранированным, чем в мономерах. Следовательно, димеризация и полимеризация приводят к кинетической, а вслед за ней и термодинамической стабилизации. [c.582]

    В каком агрегатном состоянии хлорид алюминия состоит из мономерных и димерных молекул, а в каком — имеет ионную решетку  [c.181]

    Безводный хлорид алюминия состоит нз мономерных молекул в парах при достаточно высокой температуре, из димерных молекул— в парах при более низкой температуре. Ионную решетку имеет кристаллический АЮЬ-бНгО. [c.315]

    Механизм реакции расщепления алкоксисиланов галогенидами алюминия представляется следующим [24]. Димерная молекула галогенида координируется с кислородным атомом группы ОЙ с последующим формированием переходного циклического активного комплекса за счет передачи электронов атомом галогена наиболее электрофильному центру. Таким центром, в зависимости от сравнительной полярности связей 51—О и С—О, может быть и атом кремни , и атом углерода  [c.240]

    Уже в газообразном состоянии при понижении температуры и особенно при переходе в твердое состояние вакантная /э-орбнталь заполняется электронной парой хлорид-иона соседней молекулы. В результате атом алюминия имеет четыре а-связи и все его валентные орбитали ( 4- Ър) заняты электронами. Гибридизация 5р -типа обеспечивает образование бис-тетраэдрических димерных молекул Л С , с двумя хлоридными мостиками  [c.109]

    Галогениды алюминия А1Хз—белые кристаллические веще ства. уХлорид, бромид и иодид алюминия резко отличаются по свойствам от фторида алюминия они легко летучи, в расплаве, парах и некоторых органических растворителях димериэованы с образованием молекул А Хе, имеющих в газообразном состоЯ НИИ конфигурацию сдвоенного тетраэдра с общим ребром прочность димерных молекул падает от хлорида алюминия к иодиду. [c.19]

    В каком агрегатном состоянии хлорид алюминия состоит из мономерных и димерных молекул, а в каком имеет ионную решетку Чем объяснить склонность Al la к димеризации  [c.147]

    Чем объясняется образование димерных молекул галогенидов алюминия (кроме AUFe) Покажите нх строение на примере AU le. При каких условиях этот димер диссоциирует на отдельные молекулы AI I3  [c.287]

    Количество катализатора имеет еще более важное значение. Дурол образуется в результате ряда орто- и пара-замещений, и его получают, как уже описано выше, при 95 °С в присутствии 0,4 моль хлористого алюминия. Если же количество катализатора увеличить до 2 экв А1С1з (или 1 экв димерной молекулы ЛЬСЬ), то, проводя реакцию при 100 °С, можно получить мета-производное—мезитилен—с выходом до 63% (Норрис, 1938—1939). [c.168]

    Хлористый алюминий может образовывать димерные молекулы, устойчивые в различных агрегатных состояниях. До 440 °С пары хлористого алюминия соответствуют соединению Ala le, в интер-вале 440—800 °С димер сосуществует с мономером, при 800—1000 °С стабильной формой является мономер. Плотность пара хлористого алюминия при различных температурах равна  [c.515]

    О mpem-R)2. Однако Байне [46 ] нашел, что три-трет-алкоксиды алюминия можно получить продолжительным алкоголизом изопропоксида алюминия. По-видимому, одним из важных факторов, снижающих скорость реакции, в этом случае является прочная мостиковая алкоксидная связь в димерной молекуле. Недавно Шинер и др. [47] методом протонного магнитного резонанса показали, что в толуоловых растворах изопро панол относительно медленно обменивается с тримерной формой изопропоксида алюминия. При изучении алкоксидов ниобия и тантала также были обнаружены примеры стерических затруднений при алкоголизе, приводящих к образованию смешанных алкоксидов [48]. Первичные алкоксиды тантала Та(ОВ)з при взаимодействии со вторичными или третичными спиртами (R OH) образуют соединения Ta(OR)--(0R )4. в случае ниобия дополнительным затруднением оказалось образование алкоксиоксида ниобия при обработке соединений третичными спиртами. Впрочем, третичные алкоксиды алюминия, циркония, гафния, ниобия или тантала можно получить одним из методов, изложенных ранее. [c.240]

    Галогениды. С хлором, бромом и иодом алюминий образует легколетучие молекулярные соединения. В парах галогениды находятся в виде димерных молекул, например Alj lg  [c.324]

    Система бромид калия — бромид алюминия — нитробензол, проводимость, вязкость и плотность которой были исследованы ранее [154], изучена криоскопическим методом, а также по вязкости и плотности при 20° Ковалем [155], который приходит к заключению, что в нитробензольном растворе бромид алюминия находится в виде димерных молекул (А1Вгз)2, частично диссоциированных на ионы. Бромиды алюминия и калия [c.25]

    Барнс [139] для определения коэффициентов испарения окислов алюминия, галлия и индия применил камеру, в крышке которой вблизи от эффузионного отверстия, было высверлено цилиндрическое отверстие, в которое запрессовывали порошкообразный окисел. Находившийся в этом отверстии образец можно было даже расплавить. Макаров и Никитин [140] изготовили аналогичную камеру для определения а некоторых метаборатов (рис. П.12, б) и показали, что коэффициенты испарения мономерных и димерных молекул раз-личаютвя. [c.57]

    Как видно, подобные димерные молекулы содержат по два мостиковых атома галогена. Пространственное строение АЬСЦ показано на рис. 165. Галогениды алюминия существуют в виде димерных. молекул АЬГе в расплавах и в парах. Однако по традиции их состав обычно выражают в форме А1Гз. Ниже мы тоже будем придерживаться этого способа написания формул галогенидов алюминия. [c.635]

    Реакции присоединен ия кислорода к ряду алюминийалкилов протекают с заметным замедлением с увеличением числа СНг-групп в алкильном радикале у алюминия. Так, триметилалюминий окисляется примерно на 60%. За тот же период времени три-ЭТИЛ-, трипропил- и трибутилалюминий окисляются лишь на ЗО7 ), а у триоктилалюминия процесс протекает с еще более низкой скоростью (примерно в два раза ниже, чем у триэтилалюминия). Уменьшение реакционной способности триоктилалюминия по сра внению с низшими алюминийалкилами, ио-видимому, связано с преобладающим вл1иянием стерического фактора димерной молекулы и, в связи с этим, с затруднением нуклеофильной атаки кислорода на атом алюминия. [c.88]

    Низшие алюминийтриалкилы (триметилалюминий, триэтилалюминий, трипропилалюминий) образуют димерные молекулы, устойчивые в парообразном состоянии и диссоциирующие [9—17] лишь при температуре выше 100°. Теплота диссоциации триметил-алюминия 20,2 ккал1моль [17]. В бензольных растворах, по данным криоскопических и эбулиоскопических измерений, триметилалюминий находится только в виде димера триэтилалюминий [18], трипропилалюминий [17], а также трифенилалюминий и трипаратолилалюминий [19] димерны, но в значительной степени диссоциированы. Триэтилалюминий димерен также в цикло-гексановых растворах [18]. В диоксановых растворах триэтилалюминий и трифенилалюминий мономерны [18]. Триизопропил-алюминий [17] и триизобутилалюминий [8] мономерны, о чем свидетельствует их низкая температура кипения и высокая упругость пара по сравнению с соединениями, содержащими нормальные радикалы. Невозможность ассоциации указанных алюминийтриалкилов обусловлена стерическими препятствиями. [c.215]

    В кристаллическом состоянии ЛЮ , пС и Т1С18 имеют несколько искаженную слоистую решетку типа хлорида хрома (см. гл. 29.В.3) с октаэдрически координированным атомом ккталла. Бромиды, иодиды, а также 03 01 [51 образуют решетки с димерными молекулами (рис. 18.1), и, поскольку межмолекулярные силы в этих решетках не особенно велики, эти соединения имеют низкие точки плавления. В парообразном состоянии хлорид алюминия также димерен, т. е. при парообразовании происходит существенное изменение координационного числа. Эти структуры с ковалентными связями существуют в парообразной фазе при температурах, не слишком превышающих точку кипения. При достаточно же высокой температуре наблюдается диссоциация с образованием плоских треугольных мономеров, аналогичных галогенидам бора. Весьма вероятно, что д-1я нодида галлия эта диссоциация заметна даже в точке кипения. Галогениды элементов III группы легко растворимы во многих неполярных растворителях, таких, как бензол, в которых они существуют в виде димеров. Энтальпия диссоциации А18Хв(г) = [c.288]

    Хорошо известна растворимость хлористого алюминия в бензоле, причем растворенное вещество в этом случае существует в виде димерной молекулы [78, 79, 115]. Однако из-за быстрого гидролиза этого соединения в водных растворах эк-стракщюнные исследования не были возможны. Большинство галогенидов металлов не растворяется в органических растворителях. Хлорид железа лишь слабо растворяется в диизопро-пиловом эфире [90], а бромид золота (III), как отмечено в работе [105], вообще не растворяется в эфире в отсутствие воды. Эти галогениды металлов могут экстрагироваться основными растворителями в виде ионных соединений, а именно в виде кислот НМХ4 (см. 6). [c.16]

    Димерные молекулы А1аС1в существуют и в органических растворителях, молекулы которых не являются донорами электронов. В электронодонорных растворителях вакантная р-орбиталь атома алюминия будет занята неподеленной электронной парой молекулы растворителя. [c.109]


chem21.info

Доклад Химия Алюминий, его свойства и соединения

Алюминий
Алюминий - самый распостраненный в земной коре металл. На его долю приходится
5,5-6,6 мол. доли % или 8 масс. %. Главная масса его сосредоточена в
алюмосиликатах. Чрезвычайно распространенным продуктом разрушения образованных
ими горных пород является глина, основной состав которой отвечает формуле Al
2O3.2SiO2.2H2O. Из
других природных форм нахождения алюминия наибольшее значение имеют боксит Al
2O3.xH2O и минералы корунд Al2
O3 и криолит AlF3.3NaF.
Впервые алюминий был получен Велером в 1827 году действием металлического
калия на хлорид алюминия. Однако, несмотря на широкую распространенность в
природе, алюминий до конца XIX века принадлежал к числу редких металлов.
В настоящее время в промышленности алюминий получают электролизом раствора
глинозема Al2O3 в расплавленнном криолите. Al2
O3 должен быть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия
примеси удаляются с большим трудом. Температура плавления Al2O3 
около 2050оС, а криолита - 1100оС. Электролизу подвергают
расплавленную смесь криолита и Al2O3, содержащую около 10
масс.% Al2O3, которая плавится при 960оС и
обладает электрической проводимостью, плотностью и вязкостью, наиболее
благоприятствующими проведению процесса. При добавлении AlF3, CaF
2 и MgF2 проведение электролиза оказывается возможным при 950
оС.
В периодической системе алюминий находится в третьем периоде, в  главной
подгруппе третьей группы. Заряд ядра +13. Электронное строение атома 1s2
2s22p63s23p1. Металлический атомный
радиус 0,143 нм, ковалентный - 0,126 нм, условный радиус иона Al3+ -
0,057 нм. Энергия ионизации Al - Al+ 5,99 эВ.
Наиболее характерная степень окисления атома алюминия +3.Отрицательная степень
окисления проявляется редко. Во внешнем электронном слое атома существуют
свободные d-подуровни. Благодаря этому его координационное число в
соединениях может равняться не только 4 (AlCl4-, AlH4-,
алюмосиликаты), но и 6 (Al2O3,[Al(OH2)6
]3+).
В виде простого вещества алюминий - серебристо-белый, довольно твердый металл с
плотностью 2,7 г/см3 (т.пл. 660оС, т. кип. ~2500о
С). Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Характеризуется
высокой тягучестью, теплопроводностью и электропроводностью (составляющей 0,6
электропроводности меди). С этим связано его использование в производстве
электрических проводов. При одинаковой электрической проводимости алюминмевый
провод весит вдвое меньше медного.
На воздухе алюминий покрывается тончайшей (0,00001 мм), но очень плотной пленкой
оксида, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и придающей ему матовый
вид. При обработке поверхности алюминия сильными окислителями (конц. HNO3
, K2Cr2O7) или анодным окислением толщина
защитной пленки возрастает. Устойчивость алюминмя позволяет изготавливать из
него химическую аппаратуру и емкости для хранения и транспортировки азотной
кислоты.
Алюминий легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы.
Алюминиевая фольга (толщиной 0,005 мм) применяется в пищевой и
фармацевтической промышленности для упаковки продуктов и препаратов.
Основную массу алюминия используют для получения различных сплавов, наряду с
хорошими механическими качествами характеризующихся своей легкостью.
Важнейшие из них - дуралюминий (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe и Si),
силумин (85 - 90% Al, 10 - 14% Sk, 0,1% Na) и др. Алюминиевые сплавы
применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, в
производстве посуды и во многих других отраслях промышленности. По широте
применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна.
Алюминий, кроме того, применяется как легирующая добавка ко многим сплавам
для придания им жаростойкости.
При накаливании мелко раздробленного алюминия он энергично сгорает на
воздухе. Аналогично протекает и взаимодействие его с серой. С хлором и бромом
соединение происходит уже при обычной температуре, с иодом - при нагревании.
При очень высоких температурах алюминий непосредственно соединяется также с
азотом и углеродом. Напротив, с водородом он не взаимодействует.
По отношению к воде алюминий вполне устойчив. Но если механическим путем или
амальгамированием снять предохраняющее действие оксидной пленки, то
происходит энергичная реакция:
          2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2­          
Сильно разбавленные, а также очень концентрированные HNO3 и h3SO4 на алюминий
почти не действуют (на холоду), тогда как при средних концентрациях этих
кислот он постепенно растворяется. Чистый алюминий довольно устойчив и по
отношению к соляной кислоте, но обычный технический металл в ней
растворяется.
Алюминий заметно растворяется в растворах солей, имеющих вследствие их гидролиза
кислую или щелочную реакцию, например, в растворе Na2CO3.
В ряду напряжений он располагается между Mg и Zn. Во всех своих устойчивых
соединениях алюминий трехвалентен.
Соединение алюминия с кислородом сопровождается громадным выделением тепла (1676
кДж/моль Al2O3), значительно большим, чем у многих других
металлов. В виду этого при накаливании смеси оксида соответствующего металла с
порошком алюминия происходит бурная реакция, ведущая к выделению из взятого
оксида свободного металла. Метод восстановления при помощи Al (алюмотермия)
часто применяют для получения ряда элементов (Cr, Mn, V, W и др.) в свободном
состоянии.
Алюмотермией иногда пользуются для сварки отдельных стальных частей, в часности
стыков трамвайных рельсов. Применяемая смесь (“термит”) состоит обычно из
тонких порошков алюминия и Fe3O4. Поджигается она при
помощи запала из смеси Al и BaO2. Основная реакция идет по
уравнению:
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 3350 кДж
Причем развивается температура около 3000оС.
Оксид алюминия представляет собой белую, очень тугоплавкую (т. пл. 2050о
С) и нерастворимую в воде массу. Природный Al2O3 (минерал
корунд), а также  полученный искусственно и затем сильно прокаленный отличается
большой твердостью и нерастворимостью в кислотах. В растворимое состояние Al
2O3 (т. н. глинозем) можно перевести сплавлением со щелочами.
Обычно загрязненный оксидом железа природный корунд вследствие своей
чрезвычайной твердости применяется для изготовления шлифовальных кругов,
брусков и т.д. В мелко раздробленном виде он под названием наждака служит для
очистки металлических поверхностей и изготовления наждачной бумаги. Для тех же
целей часто пользуются Al2O3, получаемым сплавлением
боксита (техническое название - алунд).
Прозрачные окрашеннные кристаллы корунда - красный рубин - примесь хрома - и
синий сапфир - примесь титана и железа - драгоценные камни. Их получают так же
искусственно и используют для технических целей, например, для изготовления
деталей точных приборов, камней в часах и т.п. Кристаллы рубинов, содержащих
малую примесь Cr2O3, применяют в качестве квантовых
генераторов - лазеров, создающих направленный пучок монохроматического
излучения.
Al(OH)3 представляет собой объемистый студенистый осадок белого
цвета, практически нерастворимый в воде, но легко растворяющийся в кислотах и
сильных щелочах. Он имеет, следовательно, амфотерный характер. Однако и
основные и особенно кислотные его свойства выражены довольно слабо. В избытке
NH4OH гидроксид алюминия нерастворим. Одна из форм
дегидратированного гидроксида - алюмогель используется в технике в качестве
адсорбента.
При взаимодействии с сильными щелочами образуются соответствующие алюминаты:
               NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]               
Алюминаты наиболее активных одновалентных металлов в воде хорошо растворимы, но
ввиду сильного гидролиза растворы их устойчивы лишь при наличии достаточного
избытка щелочи. Алюминаты, производящиеся от более слабых оснований,
гидролизованы в растворе практически нацело и поэтому могут быть получены
только сухим путем (сплавлением Al2O3 с оксидами
соответствующих металлов). Образуются метаалюминаты, по своему составу
производящиеся от метаалюминиевой кислоты HAlO2. Большинство из них
в воде нерастворимо.
С кислотами Al(OH)3 образует соли. Производные большинства сильных
кислот хорошо растворимы в воде, но довольно значительно гидролизованы, и
поэтому растворы их показывают кислую реакцию. Еще сильнее гидролизованы
растворимые соли алюминия и слабых кислот. Вследствие гидролиза сульфид,
карбонат, цианид и некоторые другие соли алюминия из водных растворов получить
не удается.
В водной среде анион Al3+ непосредственно окружен шестью молекулами
воды. Такой гидратированный ион несколько диссоциирован по схеме:
[Al(OH2)6]3+ + H2O = [Al(OH)(OH2)5]2+ + OH3+
Константа его диссоциации равна 1.10-5,т.е. он является
слабой кислотой (близкой по силе к уксусной). Октаэдрическое окружение Al
3+ шестью молекулами воды сохраняется и в кристаллогидратах ряда солей
алюминия.
Алюмосиликаты можно рассматривать как силикаты, в которых часть
кремниекислородных тетраэдров SiO44- заменена на
алюмокислородные тетраэдры AlO45-. Из алюмосиликатов
наиболее распространены полевые шпаты, на долю которых приходится более
половины массы земной коры. Главные их представители - минералы
ортоклаз K2Al2Si6O16 или K2O.Al2O3.6SiO2
альбит Na2Al2Si6O16 или Na2O.Al2O3.6SiO2
анортит CaAl2Si2O8 или CaO.Al2O3.2SiO2
Некоторые алюмосиликаты обладают рыхлой структурой и способны к ионному
обмену. Такие силикаты - природные и особенно искусственные - применяются для
водоумягчения. Кроме того, благодаря своей сильно развитой поверхности, они
используются в качестве носителей катализаторов, т.е. как материалы,
пропитываемые катализатором.
Галогениды алюминия в обычных условиях - бесцветные кристаллические вещества. В
ряду галогенидов алюминия AlF3 сильно отличается по свойствам от
своих аналогов. Он тугоплавок, мало растворяется в воде, химически неактивен.
Основной способ получения AlF3 основан на действии безводного HF на
Al2O3 или Al:
     Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O     
Соединения алюминия с хлором, бромом и иодом легкоплавки, весьма
реакционноспособны и хорошо растворимы не только в воде, но и во многих
органических растворителях. Взаимодействие галогенидов алюминия с водой
сопровождается значительным выделением теплоты. В водном растворе все они
сильно гидролизованы, но в отличие от типичных кислотных галогенидов неметаллов
их гидролиз неполный и обратимый. Будучи заметно летучими уже при обычных
условиях, AlCl3, AlBr3 и AlI3 дымят во влажном
воздухе (вследствие гидролиза). Они могут быть получены прямым взаимодействием
простых веществ.
Плотности паров AlCl3, AlBr3 и AlI3 при
сравнительно невысоких температурах более или менее точно соответствуют
удвоенным формулам - Al2Hal6. Пространственная структура
этих молекул отвечает двум тетраэдрам с общим ребром. Каждый атом алюминия
связан с четырьмя атомами галогена, а каждый из центральных атомов галогена - с
обоими атомами алюминия. Из двух связей центрального атома галогена одна
является донорно-акцепторной, причем алюминий функционирует в качестве
акцептора.
С галогенидными солями ряда одновалентных металлов галогениды алюминия образуют
комплексные соединения, главным образом типов M3[AlF6] и
M[AlHal4] (где Hal - хлор, бром или иод). Склонность к реакциям
присоединения вообще сильно выражена у рассматриваемых галогенидов. Именно с
этим связано важнейшее техническое применение AlCl3 в качестве
катализатора (при переработке нефти и при органических синтезах).
Из фторалюминатов наибольшее применение (для получения Al, F2,
эмалей, стекла и пр.) имеет криолит Na3[AlF6].
Промышленное производство искусственного криолита основано на обработке
гидроксида алюминия плавиковой кислотой и содой:
2Al(OH)3 + 12HF + 3Na2CO3 = 2Na3[AlF6] + 3CO2 + 9H2O
Хлоро-, бромо- и иодоалюминаты получаются при сплавлении тригалогенидов
алюминия с галогенидами соответствующих металлов.
Хотя с водородом алюминий химически не взаимодействует, гидрид алюминия можно
получить косвенным путем. Он представляет собой белую аморфную массу состава
(AlH3)n. Разлагается при нагревании выше 105оС
с выделением водорода.
При взаимодействии AlH3 с основными гидридами в эфирном растворе
образуются гидроалюминаты:
                   LiH + AlH3 = Li[AlH4]                   
Гидридоалюминаты - белые твердые вещества. Бурно разлагаются водой. Они -
сильные восстановители. Применяются (в особенности Li[AlH4]) в
органическом синтезе.
Сульфат алюминия Al2(SO4)3.18H2
O получается при действии горячей серной кислоты на оксид алюминия или на
каолин. Применяется для очистки воды, а также при приготовлении некоторых
сортов бумаги.
Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2.12H2O
применяются в больших количествах для дубления кож, а также в красильном деле в
качестве протравы для хлопчатобумажных тканей. В последнем случае действие
квасцов основано на том, что образующиеся вследствие их гидролиза гидроксид
алюминия отлагается в волокнах ткани в мелкодисперсном состоянии и, адсордбируя
краситель, прочно удерживает его на волокне.
Из остальных производных алюминия следует упомянуть его ацетат (иначе -
уксуснокислую соль) Al(CH3COO)3, используемый при
крашении тканей (в качестве протравы) и в медицине (примочки и компрессы).
Нитрат алюминия легко растворим в воде. Фосфат алюминия нерастворим в воде и
уксусной кислоте, но растворим в сильных кислотах и щелочах.
Несмотря на наличие громадных количеств алюминия в почках, растениях, как
правило, содержат мало этого элемента. Еще значительно меньше его содержание
в животных организмах. У человека оно составляет лишь десятитысячные доли
процента по массе. Биологическая роль алюминия не выяснена. Токсичностью
соединения его не обладают.
     

works.tarefer.ru

Хлорид - алюминий - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Хлорид - алюминий

Cтраница 1

Хлорид алюминия, А1С13, играет роль катализатора в реакции алкили-рования бензола, в результате которой образуются его производные с ал-кильными боковыми цепями. Важным классом биологических катализаторов являются белковые молекулы, называемые ферментами. Эти молекулы имеют ла своей поверхности участки, называемые активными центрами, на которых осуществляется катализ. К активным центрам ферментов часто присоединяются атомы переходных металлов, которые становятся важными участниками катализа. Мы познакомимся с примером ферментативного катализа в разд.  [1]

Хлорид алюминия - А1С1з или AUCle, молекулярная масса соответственно 133 34 и 266 68, представляет собой бесцветные шестигранные пластины. Технический хлорид алюминия окрашен примесями в серый, желтый или слабо-зеленый цвета. На воздухе хлорид алюминия дымит, выделяя небольшие количества хлористого водорода.  [2]

Хлорид алюминия растворим во многих неводных растворителях.  [4]

Хлорид алюминия является одним из исходных компонентов при синтезе гидрида алюминия, его используют в качестве модификатора в производстве пигментного диоксида титана, при получении полупроводниковых материалов, в ядерной энергетике. Растворы хлорида алюминия, частично нейтрализованные ДО образования основных хлоридов типа А п ( ОН) 3п - хС х, применяют в качестве коагулянта при очистке питьевой воды, как закрепитель керамических форм для литья по выплавляемым моделям, в текстильной, бумажной и мыловаренной промышленности.  [5]

Хлорид алюминия используют для извлечения алюминия из сплавов с железом, кремнием и титаном, а также для получения алюминия высокой чистоты. Вследствие невысокого давления насыщенных паров алюминия его непосредственная дистилляция не может быть осуществлена с приемлемыми для промышленности скоростями. Предлагаемый процесс извлечения и рафинирования алюминия основан на образовании и последующем разложении промежуточного соединения - монохлорида алюминия. Для этой цели пары хлорида алюминия пропускают через слой расплавлен-лого алюминия или его сплава при температуре около 1150 С. Образующийся моноослорид распадается на чистый алюминий и хлорид алюминия, который возвращают в цикл.  [6]

Хлорид алюминия образуется при взаимодействии оксида алюминия или каолина со смесью сероуглерода и хлора или хлористого водорода. Четыреххлористый углерод нацело реагирует с АЬОз при 400 С, образуя хлорид алюминия. Его получают также при действии на оксид алюминия хлорокиси фосфора, хлористого аммония, хлоридов бора и кремния.  [7]

Хлорид алюминия образуется при действии на алюминий некоторых хлоридов, например хлоридов кремния, свинца, меди, серебра, фосфора, мышьяка, сурьмы, серы, ртути и цинка, а также при действии четыреххлористого углерода.  [9]

Хлорид алюминия очищают в специальной реторте, обогреваемой топочными газами.  [10]

Хлорид алюминия А1С13 известен как катализатор в органическом синтезе.  [11]

Хлорид алюминия А1С13 содержит 20 2 % алюминия и 79 8 / о хлора.  [12]

Хлорид алюминия используется в органическом синтезе в качестве катализатора. Применяют его также при крашении шерсти. В этом процессе А1С1з гидролизуется, образуя соляную кислоту НС1; в свою очередь НС1 расщепляет примеси.  [13]

Хлорид алюминия используется в органическом синтезе в качестве катализатора. Применяют его также при крашении шерсти. В этом процессе А1С1з гидролизуется, образуя соляную кислоту НС1; в свою очередь НС1 расщепляет примеси в шерсти растительного происхождения.  [14]

Хлорид алюминия ( Ш), раствор, соответствующий концентрации алюминия 1 мкг / мл.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *