Строение атома алюминия

Алюминий (Al) – легкий металл, занимающий третье место по распространенности в земной коре среди химических элементов. Строение атома алюминия позволяет легко обрабатывать металл: он поддается литью, литью и механическому воздействию.

Строение

Электронное строение атома элемента алюминия связано с его положением в таблице Менделеева. Алюминий имеет 13-й порядковый номер и находится в третьем периоде, в группе IIIа. Относительная атомная масса алюминия 27. Электронная конфигурация атома алюминия 1s22s22p63s23p1, модель распределения электронов +13Al)2)8)3.

Строение атома алюминия

Рис. 1. Алюминий в таблице Менделеева.

Атом элемента состоит из положительно заряженного ядра +13 (13 протонов и 14 нейронов) и трех электронных оболочек с 13 электронами. На внешнем энергетическом уровне всего три электрона. В возбужденном состоянии атом способен отдать все три электрона, проявить степень окисления +3 или образовать три ковалентные связи. Следовательно, алюминий имеет третью валентность.

Строение атома алюминия

Рис. 2. Строение атома алюминия.

В природе алюминий встречается только в составе соединений – глины, слюды, корунда. Металл ценился дороже золота до открытия промышленного способа его получения.

Свойства

Алюминий – серебристый металл с высокой электропроводностью и пластичностью. При комнатной температуре элемент легко соединяется с кислородом, образуя на поверхности оксидную пленку, защищающую металл от коррозии. Образование пленки предотвращает реакцию с водой, концентрированной азотной и серной кислотами, поэтому для перевозки этих кислот подходят алюминиевые контейнеры.

Строение атома алюминия

Рис. 3. Оксид алюминия.

Для удаления оксидной пленки применяют соли аммония, горячие щелочи и ртутные сплавы. После разрушения оксидной пленки алюминий вступает в реакцию со многими неметаллами и соединениями. Важнейшие химические свойства элемента описаны в таблице.

Взаимодействие

Ход реакции

Пример

С водой

Только при отсутствии оксидной пленки. Гидроксид алюминия образуется

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

С кислородом

Оксид алюминия образуется

4Al + 3O2 → 2Al2O3 + Q

С галогенами

При комнатной температуре. С йодом – при наличии катализатора

2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

С серой

При температуре выше 200°С образуется сульфид алюминия

2Ал + 3С → Ал2С3

С фосфором

При температуре 500°С образуется фосфид алюминия

Ал + П → АлП

С азотом

При температуре 800°С образуется нитрид алюминия

2Ал + Н2 → 2АлН

С углеродом

При температуре 2000°С образуется карбид алюминия

4Ал + 3С → Ал4С3

С кислотами

При комнатной температуре реагирует с разбавленными кислотами, а при нагревании — с концентрированными. Соли образуются

– 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2;

– 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2;

– Al + 6HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Со щелочами

Растворы и сплавы реагируют

– 2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2;

– 2Al + 6KOH → 2KAlO2 + 2K2O + 3H2

С оксидами

Вытесняет металлы

2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3

Алюминий не взаимодействует с водородом.

Что мы узнали?

Атом алюминия содержит 13 электронов. Структурная схема алюминия 1с22с22п63с23п1. Внешний уровень содержит три электрона, которые определяют третью валентность элемента. Алюминий — легкий легкоплавкий металл, который легко вступает в реакцию с кислородом и образует на поверхности оксидную пленку. Благодаря пленке металл не подвержен коррозии и не вступает в реакцию с концентрированными кислотами. При комнатной температуре алюминий реагирует с галогенами, а при нагревании — с серой, фосфором, азотом и углеродом.