Алюминий - металлический элемент главной подгруппы III группы 3 периода периодической системы химических элементов. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня его атома 3s23p1. При химических взаимодействиях в возбужденном состоянии он способен образовывать три ковалентных связи
или полностью отдавать свои три электрона, проявляя в своих соединениях степень окисления +3. Итак, Алюминий является активным восстановителем.
Алюминий по распространенности занимает третье место среди других элементов. Массовая доля алюминия в земной коре составляет 8,5%. В природе он встречается только в виде соединений. Он входит в состав алюмосиликатов, к которым относятся: глины, слюды, полевые шпаты, в частности каолин. Промышленно важным алюминиевой рудой являются боксит Al2O3 • nН2О. Алюминий входит в состав минерала корунда, который является кристаллическим алюминий оксидом Al2O3. Различные примеси способны оказывать корундовые разных цветов. зеленого, желтого, оранжевого, фиолетового и других цветов и оттенков. Его синяя разновидность называют сапфиром, а красный - рубином. И рубины, и сапфиры являются драгоценными камнями.
Простое вещество алюминий - блестящий серебристо-белый металл. Он обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, а также высокие тепло-и электропроводность. Температура плавления алюминия 660 ° С. Это достаточно легкий и пластичный металл. Из него можно производить тонкую проволоку и фольгу.
Химически алюминий очень активен. На воздухе он быстро окисляется и покрывается тонкой пленкой алюминий оксида. Оксидная пленка является достаточно прочной и вызывает коррозионную стойкость алюминия. При нагревании на воздухе или в кислороде алюминий сгорает, образуя также алюминий оксид:
4Al + 3O2 = 2Al2O3.
Алюминий активно реагирует с другими неметаллами. При обычных условиях он взаимодействует с хлором и бромом, образуя соли, например, алюминий хлорид:
2Al + 3Сl2 = 2AlСl3.
Реакция алюминия с йодом происходит, если в смеси алюминиевого порошка с йодом добавить несколько капель воды, которая выполняет роль катализатора:
2Al + 3I2 = 2AlИ3.
При нагревании алюминий реагирует с серой, азотом, углеродом, например:
2Al + 3S = Al2S3.
В обычном состоянии алюминий покрыт защитной оксидной пленкой и является устойчивым к действию воды даже при нагревании. Если пленка алюминий оксида будет разрушена, то алюминий будет активно реагировать с водой с выделением газообразного водорода:
2Al + 6Н2О = 2Al (OH) 3 ? + 3Н2 ?.
Алюминий реагирует с растворами кислот с образованием солей и водорода, например:
2Al + 6НСl = 2AlCl3 + 3Н2 ?.
Концентрированные серная и нитратная кислоты пассивируют алюминий, т.е. увеличивают прочность оксидной пленки. Таким образом, алюминий с ними не реагирует.
Оксидная пленка легко растворяется в щелочах и алюминий реагирует с растворами щелочей с выделением водорода:
2Al + 2NaOH +6 Н2O = 2Na [Al (OH) 4] + 3Н2 ?.
Алюминий восстанавливает металлы из их оксидов при нагревании (Алюминотермия), например:
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3.
Алюминий добывают путем электролиза глинозема растворенного в расплавленном криолите Na3 [AlF6].
Широкое применение алюминия обусловлено его свойствами. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью позволяет применять алюминий как проводник электрического тока. Алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники: в авиационной и автомобильной промышленности, железнодорожном и водном транспорте, машиностроении и т.д.. Благодаря высокой коррозионной стойкости алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства пищевых продуктов и некоторых химических веществ. Из полированного алюминия изготовляют зеркала и поверхности нагревательных и осветительных рефлекторов. Алюминий используется как розкисник сталей и других сплавов. Им восстанавливают металлы из их оксидов.