Alumiinin karakterisointi fyysisen aseman mukaan. Jaksollisen järjestelmän siivekäs elementti

Tanskalainen fyysikko H.K. löysi alumiinin vuonna 1825. Örsted.

Kaverit kuvaavat tämän metallin sijainti Mendeleevin jaksollisessa järjestelmässä :

oppijoiden: Alumiini on osa kolmatta jaksoa ja IIIA-alaryhmää, sarjanumero 13.

opettaja: Tarkastellaan atomin rakennetta:

Atomiytimen varaus: +13.

Protonien ja elektronien lukumäärä ionisoimattomassa atomissa on aina sama ja yhtä suuri kuin jaksollisen taulukon järjestysnumero alumiinille Al  - 13, ja nyt löydämme atomimassan arvon (26,98) ja pyöristämme sen, saadaan 27. Todennäköisesti sen yleisimmän isotoopin massa on yhtä suuri kuin 27. Siksi tämän isotoopin ytimessä on 14 neutronia (27–13 \u003d 14). Ionisoimattomassa atomissa olevien neutronien lukumäärä Al  \u003d 14, ts. p13n14e13

Alumiiniatomin elektroninen kaava:

13 l 1 S 2 2 S 2 2 P 6 3 S 2 3 P 1

graafinen kaava:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

opettaja: Yllä olevasta kaavasta näemme, että alumiiniatomilla on yksi kahdeksas elektronielektrikerros, joka estää ulkoisten elektronien vetovoiman ytimeen. Siksi alumiiniatomin pelkistävät ominaisuudet ovat paljon vahvempia kuin booriatomin. Lähes kaikissa yhdisteissään Al: n hapetustila on +3.

Metalli tai ei-metalli: Onko M (metallisidos, metallihila vapaasti liikkuvilla elektronilla).

Korkein positiivinen hapetustila: +3 - yhdisteissä, 0 - yksinkertaisessa aineessa.

Korkeamman oksidin kaava:    Al 2 O 3 värittömät veteen liukenemattomat kiteet. Kemialliset ominaisuudet - amfoteerinen oksidi. Käytännössä liukenematon hapoihin. Se liukenee kuumiin liuoksiin ja sulaa emäksiä.

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 +2 KOH (lämpötila) → 2 Kalo 2 (kaliumaluminaatti) + H 2 oi

Korkeampi hydroksidikaava:    Al (OH) 3 - amfoteerinen hydroksidi  (emäksisten ja happamien ominaisuuksien ilmeneminen).

yksinkertaistettu Al ( OH ) 3 +3 KOH = Kalo 2 +3 H 2 O

Tämä yhtälö heijastaa todellista prosessia: Al ( OH ) 3 + KOH = K [ Al ( O H) 4 ]

Al (OH) 3 + 3HCl \u003d AlCl 3 + 3H 2 O

Vetyvalenssi : puuttuu

Haihtuva kaava vetyyhdiste : puuttuu

vertailu Al    naapureiden kanssa jakson, alaryhmän, ryhmän, säteen, elektronegatiivisuuden, ionisaatioenergian perusteella .

B Atomin säde (suurennettu)

Al-ionisaatioenergia (joulukuu)

Ga-elektronegatiivisuus (himmennetty)

M ominaisuudet (suurennettu)

Atomin säde (suurennettu)

Ionisointienergia (pienene)

Elektronegatiivisuus (himmennetty)

M ominaisuudet (suurennettu)

Oppitunnin teema: "Alumiinin ja sen yhdisteiden kemialliset ominaisuudet."

Oppitunnin tyyppi:  Yhdistetty

tavoitteet:

koulutus:

1. Osoittaa alumiinin fysikaalisten ominaisuuksien riippuvuus metallisidoksen läsnäolosta siinä ja kiderakenteen ominaisuuksista.

2. Muodostaa opiskelijoiden keskuudessa tieto siitä, että alumiinilla vapaassa tilassa on erityisiä, ominaisia \u200b\u200bfysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Developing:

1. herättää kiinnostusta tieteen tutkimiseen tarjoamalla lyhyitä historiallisia ja tieteellisiä raportteja alumiinin menneisyydestä, nykyisyydestä ja tulevaisuudesta.

2. Jatkaa opiskelijoiden tutkimusosaamisen muodostumista työskennellessään kirjallisuuden ja laboratoriotyön kanssa.

3. Laajentaa alumiinin elektronisen rakenteen amfoteerisen paljastamisen käsitettä, sen yhdisteiden kemiallisia ominaisuuksia.

koulutus:

1. Kouluttaa huolehtiva suhtautuminen  ympäristölle tarjoamalla tietoa alumiinin käytöstä mahdolli- sesti eilen, tänään, huomenna.

2. Muodostaa ryhmätyön taitot jokaiselle opiskelijalle, ottaa huomioon koko ryhmän mielipide ja puolustaa omaa oikein laboratoriotyötä suorittaen.

3. Tutustuttaa opiskelijat menneisyyden luonnontieteilijöiden tieteelliseen etiikkaan, rehellisyyteen ja säädyllisyyteen tarjoamalla tietoa taistelusta oikeudesta olla alumiinin löytäjä.

Yksinkertaisen aineen karakterisointi:

Alumiini on siksi metalli ( metallisidos; metallihila, jonka solmut sijaitsevat vapaasti liikkuvissa yhteisissä elektroneissa).

Oppitunnin tarkoitus: luoda olosuhteet opiskelijoille alumiinin fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien tutkimiseksi sen atomin rakenteen perusteella.

Oppitunnin tavoitteet:

1. Pidä alumiinia kemiallisena alkuaineena ja yksinkertaisena aineena; vakiinnuttaa tietämys metallien rakenteesta, niiden yleisistä fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, kyky kirjoittaa yhtälöitä kemialliset reaktiot, lue ne, määritä tyyppi, harkitse hapetus- ja pelkistysprosesseja koskevien ideoiden valossa.

2. Kehittää analyysin, synteesin, vertailun sekä logiikan, huomion ja havainnollistamisen henkisiä toimintoja.

3. Muodostaa tieteellinen maailmankuva, kyky lähestyä arjen ongelmien ratkaisua tieteellinen kohta  katsoa, \u200b\u200bsoveltaa tietosi.

Opetusmenetelmä: ongelmallista.

Organisaatiomuodot: keskustelu, itsenäinen työskentely, käytännön työ.

Oppimistyökalut: reittikartta, ohjeet, kemikaalit, taulukot.

Esittelylaitteet: pöydät, esittelyjalusta, alumiinilanka, rautakynä, vedellä tehdyt koeputket, alkoholilamppu, tulitikut, plastiliini, virtalähde, avain, lamppu.

Laitteet opiskelijoiden työpöydälle: alumiini, natriumhydroksidiliuos, suolahappo, koeputkiteline, kaksi veden koeputkea, joissa alumiinilanka ja rautakyntti, alkoholilamppu, tulitikut, putkenpidin.

MENETTELY

I. Indikatiivinen ja motivoiva vaihe (motivaatio, tiedon päivittäminen).

1. Tapahtuman avaaminen  opettaja. Tervetulleita.

- Kaverit, luin sinulle nyt runon, ja kuuntelet sitä tarkkaan ja nimeät mistä kemiallisesta tekijästä puhumme.

Piilotettu tuotelaatikkoon -
   Ilman sitä et voi syödä lounasta.
   Korvaamaton asia.
   Välttämätön asia.
   Jos istumme syömään,
   Tarvitsemme todella sitä tuotetta.
   Mistä tämä aihe on tehty?
   Hopeanvalkoinen väri
   Sinulla on oikeus antaa vastaus.

- Mistä aiheesta puhumme? (Se on totta, alumiinilusikasta.)

- Joten, kaverit, oppitunnin aihe on ”Alumiini: kemiallinen elementti ja yksinkertainen aine”.

- Mitä luulet ja mitä voit oppia alumiinia koskevassa oppitunnissa?

2. Kotitehtävien tarkistaminen.

Mutta ennen kuin aloitat tutkia uutta materiaalia, muistakaamme edellisessä oppitunnissa opitut. Ja vastaa tähän, vastaa minulle seuraaviin kysymyksiin (tähdellä oikein vastauksiksi).

1. Kertoa raudan sijainnista jaksollisessa järjestelmässä D.I. Mendelejev.

2. Kirjoita rautaatomin rakenne ja sen elektroninen kokoonpano.

3. Kuuntelemme pieniä viestejä rautayhdisteistä.

4. Mitä reagensseja voidaan käyttää Fe 2 + Fe 3 -rauta-ionien määrittämiseen liuoksessa? ( Kaksiarvoinen ja kolmenarvoinen.)

- Hyvin tehdyt kaverit! Opit viimeisen oppitunnin materiaalin hyvin. Näytä minulle tähdet oppitunnin lopussa. Siirrymme eteenpäin uuden materiaalin tutkimukseen. Jokaisella meistä on oma osoite: se on katu, talo, huoneisto. Kemiallisilla elementeillä on myös oma ”kotinsa”. Miksi sitä kutsutaan? Mitkä ovat "osoitteet" kemialliset alkuaineet? Tänään tapaamme yhden tämän talon “asukkaista”. Ja tätä varten me lähdemme matkalle tutustumaan uskomattomaan kemialliseen alkuaineeseen - alumiiniin ja sen muodostamaan yksinkertaiseen aineeseen. Tätä varten tarvitset reittikartan.

II.

Toimintavaihe  (uuden materiaalin tutkimus)

Kirjoita matkan päivämäärä ja oppitunnin aihe reittikarttaan.

1) Olet asemalla, jota kutsutaan ”Kemiallisen elementin käyntikortti”. Kummankin tehtävä on henkilökohtainen: etsi alumiini PSCE: stä ja täytä ensimmäinen osa reittikartasta. Läpimenoaika on 3 minuuttia. Ensimmäinen, joka suorittaa tehtävän oikein, on tähdellä. Tarkistetaan muistiinpanosi (siirry pöydälle ...).

Onko sinulla ollut vaikeuksia alumiiniatomin elektronien järjestelyn kokoamisessa atomien kiertoradalle?

Ensimmäisessä järjestelmässä ei ole vaikeuksia. Ja mitä toinen kaavio tarkoittaa: Al *. Atomin siirtyessä viritettyyn tilaan, elektroni 3s-alatasosta siirtyy 3p-alatason vapaaseen kiertoradalle. Sitten alumiiniatomin elektroninen kaava muuttuu.

- Mikä on alumiinin hapettumisaste? (3)

- Mitä ominaisuuksia tällä elementillä on - metallisia vai ei-metallisia? ( metalli.)

- Mikä yksinkertainen aine muodostaa elementin, jolla on metallisia ominaisuuksia? ( metalli.)

"Joten alumiini on metallia." Katso PSCE: n alumiinia ympäröivät kemialliset elementit. Sen vasemmalla puolella on aktiivisia metalleja, oikealla ei-metalleja.

- Tee johtopäätös alumiinin aktiivisuudesta. (Al   - passiivinen metalli.)

Siirrytään seuraavaksi metallirasitusten sähkökemialliseen sarjaan. Täällä alumiini sijaitsee heti aktiivisten metallien jälkeen, ja sen takana ovat myös melko aktiiviset metallit.

- Mikä on alumiinin aktiivisuus? (Al   - aktiivinen metalli.)

"Minulla on kaksi lasillista vettä pöydälläni." Rautanaula ja alumiinilanka laitettiin veteen viikko sitten.

- Mitä me tarkkailemme? ( Rauta joutui kosketuksiin veden kanssa, muuttui väri, eikä alumiinijohdolla tapahtunut mitään.)

- Katsokaa jälleen kerran metallijännitysten sähkökemiallisia sarjoja.

- Mikä metalleista - Al tai Fe - on aktiivisempi? ( Selviää siitäAi.)

"Miksi alumiinilanka ei reagoi ja onko rautakyntti vuorovaikutuksessa sen kanssa?"

Joten onko alumiini aktiivinen metalli? - tämä on ongelma, joka meidän on ratkaistava tänään.

Koska asemalla ”Kemiallisen elementin käyntikortti” saadut tiedot eivät riitä lopullisen johtopäätöksen tekemiseen alumiinin aktiivisuudesta, siirrymme seuraavaan asemaan - ”Yksinkertaisen aineen fysikaaliset ominaisuudet”.

2) Nyt sinun on työskenneltävä pareittain. Ota alumiinilanka, tutkia sitä ja yritä muuttaa sen muotoa.

Ja huomaamattomasti tulimme reitin toiselle asemalle, jota kutsutaan ”yksinkertaisen aineen fysikaalisiksi ominaisuuksiksi”.

Nyt, kaverit, sinun on työskenneltävä pareittain oppikirjan tekstin kanssa. Avaa opetusohjelma sivulla. 57 ja lue vain yksi kappale, joka alkaa sanalla ”Alumiini on yksinkertainen aine”.

Kuvaile tekstin ja elämäsi kokemuksen perusteella alumiinin fysikaalisia ominaisuuksia ja kirjoita ne muistiin. Laita vaikeuksissa kynällä kysymysmerkki vastaavaa ominaisuutta vastapäätä. (Kuka suorittaa ensimmäisen - nostaa kätensä - tähdellä oikealle vastaukselle.)

Alumiinia kutsutaan “siivekäs” metalli, koska sen keveys, seosten lujuus ja korroosionkestävyys, sitä käytetään lentokoneiden ja rakettien tiede.

Kuten jo totesitte, alumiinilla on vielä parempi lämmönjohtavuus. Alumiinin lämmönjohtavuuden osoittamiseksi esitän kokemuksen. (Esittelyjalustan jalkaan kiinnitän vaakasuoraan alumiinilangan, johon kiinnitän kaksi ottelua plastiliinilla. Lämmitän vaijerin päähän alkoholilampun liekissä. Jonkin ajan kuluttua tulitikut putoavat vuorostaan.)

- Voiko tällä asemalla saatu tieto päätellä alumiinin vaikutuksesta? ( ei.)

3) Matkamme seuraava asema on yhtä mielenkiintoinen kuin edellinen ja sitä kutsutaan ”Yksinkertaisen aineen kemialliset ominaisuudet”.

Melko pitkän oleskelun aikana tällä asemalla käydään läpi kaksi vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa tutkitaan alumiinin vuorovaikutusta yksinkertaiset aineet, toisessa - monimutkaisten kanssa.

Joten, ensimmäinen vaihe. Tee kolme yhtälöä alumiinin reaktioille yksinkertaisten aineiden kanssa hapen, rikin ja kloorin kanssa ja näytä elementtien hapetustilan muutos. Täytä reittikartan taulukko.

(Tämä reaktio voidaan havaita kipinöimien ja ilotulitusten polttamisen aikana - alumiinijauhe syttyy ja palaa häikäisevällä liekillä voimakkaasti kuumentuen.)

- Mikä on alumiini näissä reaktioissa - hapettava tai pelkistävä aine? ( Aktiivinen pelkistin.)

Kaikki nämä reaktiot tapahtuvat kuumennettaessa.

Toisessa vaiheessa tutkimme alumiinin vuorovaikutusta monimutkaisten aineiden: suolahapon ja natriumhydroksidiliuoksen kanssa.

Kaverit, onko alumiini vuorovaikutuksessa veden kanssa? Näen, että olet menettänyt vastauksen tähän kysymykseen.

- tapahtuuko kemiallinen reaktio, kun kaatat vettä alumiinimaljoihin? Mitä tapahtuu alumiinilangoille kun sataa?

- Luettelossa olevat tuotteet eivät muutu veden vaikutuksesta, koska alumiini on päällystetty kestävällä oksidikalvolla. Jos tämä kalvo poistetaan, alumiini reagoi veden (ja joidenkin yksinkertaisten aineiden) kanssa, vaikka normaalit olosuhteet.

Tämä kalvo voidaan poistaa, ts. Tuhota hiekkapaperilla tai kemiallisesti (esimerkiksi alkaliliuoksella) tai hieroa alumiinipinnalle elohopea-suolalla, sitten reaktio tapahtuu:

2Al + 3Hql2 -\u003e AlCl3 + 3Hq

Vapautunut elohopea liuottaa alumiinin ja muodostaa seoksen elohopean kanssa - amalgaamialumiini. Kalvo ei pidä sulautuneella pinnalla, joten alumiini reagoi veden kanssa tavanomaisissa olosuhteissa:

2Al + 6HOH -\u003e 2Al (OH) 3 + 3H2

Alumiini liukenee hyvin laimeisiin HCl- ja H2S04-happoihin. Konsentroidut H2S04- ja HN03-hapot passivoivat hapot, muodostaen metallipinnalle oksidikalvon, ts. Se estää lisäreaktion. Siksi nämä hapot kuljetetaan alumiinisäiliöissä.

Kokemus I. Alumiinin vuorovaikutus Hcl-happoliuoksen kanssa.

Aseta kaksi alumiinipalaa ja yksi ml koeputkeen. happoliuos. Jos reaktiota ei tapahdu, kuumenna putken sisältöä hieman.

2Al + 6CH1 \u003d 2AlO 3 + 3H2

(2Al + 3H2S04 \u003d Al2 (SO4) 3 + 3H2)

Kokemus II. Alumiinin vuorovaikutus alkaliliuoksen kanssa.

Aseta kaksi alumiinipalaa ja yksi ml koeputkeen. alkaliliuos. Kuumenna, jos reaktio ei tapahdu.

Ja ensimmäisessä ja toisessa kokeessa reaktiot eivät etene heti, vaikka alumiini on aktiivinen metalli, koska oksidikalvo häiritsee, väkivaltainen reaktio etenee edelleen, koska kalvo tuhoutuu.

(2Al + 2NaOH + 2H20 \u003d 2NaAlO 2 + 3H2) - natriumaluminaatti

Laadi kaaviot reaktioyhtälöistä.

- Mitä metallin aktiivisuudesta voidaan päätellä? ( Aktiivinen metalli.)

Alumiini on kemiallisesti aktiivinen, se voi reagoida ei-metallien, veden, happojen kanssa.

Pojat, tutkijat ovat todistaneet, että:

Alumiini kouristaa meidät
   Ja ihmisten muisti heikkenee.
   Se estää useita entsyymejä,
   Erityisesti verenmuodostuskeskukset,
   Ja dementia on hänen työnsä!

Miksi sitten tehdä alumiinia alumiinista!

Osoittautuu, että et voi käyttää alumiiniastioita? On mahdollista, koska mitä sen pinnalla muodostuu? Oksidikalvo! Mikä suojaa alumiinia ympäristötekijöiltä. Vain siinä ei ole mahdollista keittää happamia ja emäksisiä tuotteita, mikä tarkoittaa, että perunat (jotka sisältävät tärkkelystä) ovat mahdollisia.

Jotta alumiini voisi alkaa reagoida, sen pinnalta on poistettava oksidikalvo. Joskus alumiinipannuissa alareunassa näemme mustia pisteitä, oksidikalvo tuhoutui. Et voi käyttää sellaisia \u200b\u200bruokia.

III. Tietojen alkuperäinen varmennus.

Seuraava asema on “Valitse tehtävä”. 4 minuutin sisällä Sinun on suoritettava yksi valintasi kolmesta tehtävästä (valinnainen). Valitse vain tehtävä, jonka selviät. (Katso reittikartta.)

· Täytä reaktioyhtälö. Kirjoita se kokonaan ja lyhennettynä ionimuodossa:

Al + Hcl -\u003e ... (vaihtoehto I);

Al + H2S04 -\u003e ... (vaihtoehto II).

· Kirjoita reaktioyhtälöt kaavion mukaisesti:

Al -\u003e Al203 -\u003e Al (N03) 3 (vaihtoehto I);

Al -\u003e AlCl3 -\u003e Al (NO 3) 3 (vaihtoehto II).

· Tunnista tuntematon aine ja kirjoita reaktioyhtälöt kaavion mukaisesti:

Al -\u003e ... -\u003e Al (OH) 3 (vaihtoehto I);

Al -\u003e ... -\u003e AlCl3 (vaihtoehto II).

IV.

Tietojen ensisijainen vakiinnuttaminen

Olet saavuttanut viimeisen aseman. Sinulla on muistikirjoissasi tukeva oppituntiyhteenveto.

- Jos jatkamme matkaa, mitä asemia tarvitset vielä käydä? ( “Oleminen luonnossa”, “Vastaanotto”, “Sovellus”.)

Alumiini on eniten metallia vuonna maankuori. Sen osuus massasta on 8,8%. kuitenkin teollisuusmenetelmä  sen vastaanotto avattiin suhteellisen hiljattain. Vuonna 1886 nuori amerikkalainen insinööri Charles Martin Hall joutui professori Yvetten puoleen pitäen ojennetussa kädessään 12 pientä alumiinipalloa, joka oli ensin saatu elektrolyysimenetelmällä ...

Mutta opit tämän materiaalin seuraavassa oppitunnissa.

V.

Yhteenveto oppitunnista. heijastus

Palataanpa takaisin päivän oppitunnin aiheeseen.

- Mikä ongelma me aiheutimme sen alussa?

- Pystyimmekö ratkaisemaan sen?

- Mihin johtopäätöksiin olemme tulleet?

hakemus

Elementit ja atomit

Mendeleevin otetussa ympyrässä,

He tekivät rikkaimman kemian.

Ja tieteellisin luovuus.

(G. Sannikov)

Reittikartta

Tarkoitus: tutkia alumiinin sijaintia jaksollisessa järjestelmässä, elementin atomin rakennetta, yksinkertaisen aineen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Asema 1. ”Kemiallisen elementin käyntikortti”

Pysäköintiaika on 3 minuuttia. Määritä yksilöllisesti työskentelemällä elementin sijainti jaksollisessa järjestelmässä, tee atomin elektroninen kaava. Tee muistiinpanoja:

alumiini

kemiallinen alkuaine

kemiallinen merkki: atomimassa  Ar (Al) \u003d
  sarjanumero:
  jakso:
  ryhmä:
  alaryhmärivi:
  atomirakenne:
  elektroninen kokoonpano:

yksinkertainen aine

kemiallinen kaava:
  molekyylipaino Mr (Al) -

Asema 2. ”Yksinkertaisen aineen fysikaaliset ominaisuudet”

Pysäköintiaika on 5 minuuttia. Työ pareittain. Tallenna aineen fysikaaliset ominaisuudet reittikarttaan.

väri:
  aggregaation tila:
  plastisuus:
  metallinen kiilto:
  lämmönjohtavuus:
  sähkönjohtavuus:
  tiheys:
  sulamispiste:
  seokset:

Asema 3. ”Yksinkertaisen aineen kemialliset ominaisuudet”

Pysäköintiaika on 10 minuuttia. Työskentelemällä 4 hengen ryhmissä tee yhtälö alumiinin ja aineiden vuorovaikutuksen kemialliselle reaktiolle. Tee johtopäätökset. Kirjoita yksi yhtälö kemiallisesta reaktiosta redox-muodossa. Näytä elektronimuutos.

Alumiinin vuorovaikutukset

yksinkertaisilla aineilla

monimutkaisilla aineilla Al -\u003e A1203 -\u003e Al (HO3) 3 (vaihtoehto I); Al -\u003e AlCl3 -\u003e Al (HO 3) 3 (vaihtoehto II). Määritä tuntematon aine ja kirjoita reaktioyhtälöt kaavion mukaisesti: Al -\u003e ... -\u003e Al (OH) 3 (vaihtoehto I); Al -\u003e ... -\u003e AlCl3 (vaihtoehto II). Kiitos työstä! Kotitehtäväsi. Tee oppikirja-aineiston ja sitä tukevan abstraktin perusteella tarina aiheesta ”Pitäisikö minun käyttää alumiinilaitteita?”. Esitä argumentit puolesta ja vastaan.

Alumiini kuuluu ryhmän III pääryhmään. Energiatasojen sijoittelu on seuraava:

3 Al 2e -, 8e -, 3e -

Koska alumiiniatomien ulkoisella tasolla on 3 elektronia, yhdisteiden alumiinin hapetustila on 4-3.

Olemme tulleet samaan johtopäätökseen, jota ohjaavat ideat atomien elektronien liikkeen luonteesta ja niiden sijoituksesta paitsi energiatasoilla, myös alatasoilla. Alumiiniatomissa tapahtuu helposti 3s2-elektronien pariliitos ja yksi elektroni kulkee 3p-kiertoradalle:

Tuloksena on kolme paritonta elektronia. Vastaa kysymykseen 1 (s. 138).

\u003e Alumiinin löytäminen luonnossa, sen valmistus ja ominaisuudet

Alumiini on maapallonkuoreen kolmanneksi yleisin elementti. Sitä löytyy vain yhdisteistä. Tärkeimmät niistä on esitetty kaaviossa 19.

Punaisen Al 2 O 3: n värilliset kiteet ovat rubiineja, sininen väri on safiireja.

vastaanotto

Saksalainen kemisti F. Wöhler sai vuonna 1827 alumiinin kuumentamalla alumiinikloridia alkalimetallilla kaliumilla tai natriumilla ilman ilman avulla.

AlCl 3 + 3K 3KCl + Al

varten teollinen kuitti  alumiinia, nämä menetelmät ovat taloudellisesti epäedullisia, siksi kehitettiin sähkökemiallinen menetelmä alumiinin saamiseksi bauksiitista.

Fysikaaliset ominaisuudet

Alumiini on hopeanvalkoinen metalli, kevyt (\u003d 2,7 g / cm3), sulaa 660 ° C: ssa. Se on erittäin muovinen, vedetään helposti lankaan ja kalsinoidaan levyiksi ja folioksi. Sähkönjohtavuudessa alumiini on vain hopean ja kuparin jälkeen toinen (se on 2/3 kuparin sähkönjohtavuudesta).

Kemialliset ominaisuudet

Sähkökemiallisissa jännitesarjoissa alumiini sijoitetaan aktiivisimpien metallien taakse. Jokapäiväisestä kokemuksesta tiedetään kuitenkin, että happi eikä vesi eivät vaikuta alumiinituotteisiin (ruokailuvälineisiin jne.) Edes sen kiehumispisteessä. Väkevä kylmä typpihappo ei myöskään vaikuta alumiiniin. Tämä selitetään ohuen oksidikalvon läsnäololla alumiinin pinnalla, joka suojaa sitä lisähapettumiselta. Jos alumiinin pinta hierotaan elohopeaisuolalla, reaktio tapahtuu:

2A1 + 3HgCl2 2A1C1 3 + 3Hg

Vapautunut elohopea liuottaa alumiinin ja muodostuu sen seos elohopean kanssa - alumiiniamalgaami. Kalvo ei pidä sulautuneella pinnalla, joten alumiini reagoi veden kanssa tavanomaisissa olosuhteissa (kuva 46):

2A1 + 6HOH 2A1 (OH) 3 + 3H2

Korotetussa lämpötilassa alumiini reagoi monien ei-metallien ja kompleksisten aineiden kanssa ilman sulautumista:

hakemus

Alumiinia käytetään erilaisten seosten valmistukseen. Yleisimmät ovat kuparia ja magnesiumia sisältävät duralumiinit ja silumiinit - alumiiniseokset piin kanssa. Näiden seosten pääedut ovat keveys ja korkea lujuus. Mainittuja seoksia käytetään laajalti lentokone-, auto-, laiva- ja instrumenttivalmistuksessa, rakettitekniikassa ja rakennuksessa. Puhtaan metallin muodossa alumiinia käytetään sähköjohtojen ja erilaisten kemiallisten laitteiden valmistukseen.

Alumiinia käytetään myös aluminisointiin, ts. Teräs- ja valurautatuotteiden pintojen tyydyttämiseen alumiinilla suojaamaan niitä korroosiolta.

Käytännössä termiittiä käytetään usein (Fe 3O 4 -oksidin ja alumiinijauheen seos). Jos tämä seos sytytetään (käyttäen magnesiumteippiä), tapahtuu voimakas reaktio, kun vapautuu suuri määrä lämpöä:

8Al + 3Fe 3O 4 4Al 2 O 3 + 9Fe

Tätä prosessia käytetään ns. Termiittihitsauksessa, samoin kuin joidenkin metallien saamiseksi vapaassa muodossa.

Vastaa kysymyksiin 2-6 (s. 138). Ratkaise ongelmat 1 - 2 (s. 138).

Sivu 1

Alumiini kuuluu ryhmän III pääryhmään. Energiatasojen sijoittelu on seuraava:

3Al 2e-, 8e-, 3e-

Koska alumiiniatomien ulkoisella tasolla on 3 elektronia, yhdisteiden alumiinin hapetustila on 4-3.

Olemme tulleet samaan johtopäätökseen, jota ohjaavat ideat atomien elektronien liikkeen luonteesta ja niiden sijoituksesta paitsi energiatasoilla, myös alatasoilla. Alumiiniatomissa tapahtuu helposti 3s2-elektronien pariliitos ja yksi elektroni kulkee 3p-kiertoradalle:

Tuloksena on kolme paritonta elektronia. Vastaa kysymykseen 1.

Alumiinin löytäminen luonnossa, sen valmistus ja ominaisuudet

Alumiini on maapallonkuoreen kolmanneksi yleisin elementti. Sitä löytyy vain yhdisteistä. Tärkeimmät niistä on esitetty kaaviossa 19.

Punaisen Al2O3 - rubiinien, sinisen - safiirien värilliset kiteet.

vastaanotto

Saksalainen kemisti F. Wöhler sai vuonna 1827 alumiinin kuumentamalla alumiinikloridia alkalimetallilla kaliumilla tai natriumilla ilman ilman avulla.

AlCl3 + 3K 3KCl + Al

Alumiinin teollisessa tuotannossa nämä menetelmät ovat taloudellisesti epäedullisia, siksi kehitettiin sähkökemiallinen menetelmä alumiinin valmistamiseksi bauksiitista.

Fysikaaliset ominaisuudet

Alumiini on hopeanvalkoinen metalli, kevyt (r \u003d 2,7 g / cm3), sulaa 660 ° C: ssa. Se on erittäin muovinen, vedetään helposti lankaan ja kalsinoidaan levyiksi ja folioksi. Sähkönjohtavuudessa alumiini on vain hopean ja kuparin jälkeen toinen (se on 2/3 kuparin sähkönjohtavuudesta).

Kemialliset ominaisuudet

Sähkökemiallisissa jännitesarjoissa alumiini sijoitetaan aktiivisimpien metallien taakse. Jokapäiväisestä kokemuksesta tiedetään kuitenkin, että happi eikä vesi eivät vaikuta alumiinituotteisiin (ruokailuvälineisiin jne.) Edes sen kiehumispisteessä. Väkevä kylmä typpihappo ei myöskään vaikuta alumiiniin. Tämä selitetään ohuen oksidikalvon läsnäololla alumiinin pinnalla, joka suojaa sitä lisähapettumiselta. Jos alumiinin pinta hierotaan elohopeaisuolalla, reaktio tapahtuu:

2A1 + 3HgCl2 ® 2A1C13 + 3Hg

Vapautunut elohopea liuottaa alumiinin ja muodostuu sen seos elohopean kanssa - alumiiniamalgaami. Kalvo ei pidä sulautuneella pinnalla, joten alumiini reagoi veden kanssa tavanomaisissa olosuhteissa (kuva 46):

2A1 + 6HOH ® 2A1 (OH) 3 + 3H2

Korotetussa lämpötilassa alumiini reagoi monien ei-metallien ja kompleksisten aineiden kanssa ilman sulautumista:

hakemus

Alumiinia käytetään erilaisten seosten valmistukseen. Yleisimmät ovat kuparia ja magnesiumia sisältävät duralumiinit ja silumiinit - alumiiniseokset piin kanssa. Näiden seosten pääedut ovat keveys ja korkea lujuus. Mainittuja seoksia käytetään laajalti lentokone-, auto-, laiva- ja instrumenttivalmistuksessa, rakettitekniikassa ja rakennuksessa. Puhtaan metallin muodossa alumiinia käytetään sähköjohtojen ja erilaisten kemiallisten laitteiden valmistukseen.

Alumiinia käytetään myös aluminisointiin, ts. Teräs- ja valurautatuotteiden pintojen tyydyttämiseen alumiinilla suojaamaan niitä korroosiolta.

Käytännössä käytetään termiittiä (Fe3O4-oksidin ja alumiinijauheen seosta). Jos tämä seos sytytetään (käyttäen magnesiumteippiä), tapahtuu voimakas reaktio, kun vapautuu suuri määrä lämpöä:

8Al + 3Fe3O4 ® 4Al2O3 + 9Fe

Tätä prosessia käytetään ns. Termiittihitsauksessa, samoin kuin joidenkin metallien saamiseksi vapaassa muodossa.

Vastaa kysymyksiin 2-6 (s. 138). Ratkaise ongelmat 1 - 2 (s. 138).

Välttämättömät alumiiniyhdisteet

alumiinioksidin

Al2O3 voidaan saada seuraavilla tavoilla:

1. Metallialumiinijauheen suora palaminen (puhaltaa alumiinijauhetta polttimen liekkiin):

4Al + 3O2 ® 2A12O3

2. Muuntamalla alla kuvatulla tavalla:

Alumiinioksidi on kiinteä, tulenkestävä (lämpötila pl. 2050 ° C), valkoisen värinen.

päälle kemialliset ominaisuudet  se on amfoteerinen oksidi (I, § 37). Reagoi happojen kanssa, osoittaa emäksisten oksidien ominaisuudet:

А12O3 + 6НС1 2А1С13 + 3Н2O

AI203 + 6H + + 6C1-2Al3 + + 6C1- + 3H20

Todellinen koulutus:

Jaksollisen järjestelmän III-A ryhmän elementit
   Alumiini Al (lat. Alumiini, lat. Alumiinista - alumiinista). Al - 3. jakson ryhmän III elementti jaksollinen järjestelmä D. I. Mendelejeva, s. 13, atomimassa 26.9815, on yksi stabiili isotooppi 27Al (100%). Metallic Al saatiin vuonna 1827. Wohler. Maapallonkuoren pitoisuuden mukaan (8,8%) Al: lla on ...

Koulutuksen tasoerottelu vaadittujen tulosten perusteella
   Tämä tekniikka ehdottaa kahden standardin käyttöönottoa: opettamista (taso, jonka koulun tulisi tarjota kiinnostuneelle, kykenevälle ja ahkeralle tutkinnon suorittaneelle) ja pakollista yleissivistävää koulutustasoa (taso, joka kaikkien tulisi saavuttaa). Tila tasojen välillä ...

Yhdysvaltain tekniikan koulutusjärjestelmä
   Yleensä Yhdysvallat on hyväksynyt monivaiheisen korkeakoulujärjestelmän, jonka mukaan koulutus on jaettu useisiin sykliin. Ensimmäinen - perustutkintoa suorittava - kestää neljä vuotta ja päättyy kandidaatin tutkintoon. Kahden ensimmäisen vuoden jälkeen opiskelijat opiskelevat yleisiä aineita, noin ...