1. Свойства химического элемента алюминия

Алю­ми­ний — эле­мент глав­ной под­груп­пы тре­тьей груп­пы тре­тье­го пе­ри­о­да пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д.И. Мен­де­ле­е­ва, с атом­ным но­ме­ром 13. Обо­зна­ча­ет­ся сим­во­лом Al. На внеш­нем элек­трон­ном слое у атома алю­ми­ния на­хо­дит­ся 3 элек­тро­на. В хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях он вы­сту­па­ет в ка­че­стве вос­ста­но­ви­те­ля. Ха­рак­тер­ная сте­пень окис­ле­ния алю­ми­ния +3, заряд иона – 3+.

Рис. 1. Гра­фи­че­ская схема атома алю­ми­ния

Алю­ми­ний от­но­сит­ся к груп­пе лёг­ких ме­тал­лов. Наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ный ме­талл и тре­тий по рас­про­стра­нён­но­сти (после кис­ло­ро­да и крем­ния) хи­ми­че­ский эле­мент в зем­ной коре.

В при­ро­де алю­ми­ний в связи с вы­со­кой хи­ми­че­ской ак­тив­но­стью встре­ча­ет­ся почти ис­клю­чи­тель­но в виде со­еди­не­ний. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны алю­мо­си­ли­ка­ты и бок­си­ты. Оксид алю­ми­ния вхо­дит в со­став ряда са­мо­цве­тов (рубин, сап­фир).

Рис. 2. Ми­не­ра­лы, со­дер­жа­щие алю­ми­ний: а – ко­рунд, б- бок­сит, в- рубин, г- сап­фир

 2. Свойства простого вещества алюминия

Про­стое ве­ще­ство алю­ми­ний  — лёг­кий, па­ра­маг­нит­ный ме­талл се­реб­ри­сто-бе­ло­го цвета, легко под­да­ю­щий­ся фор­мов­ке, литью, ме­ха­ни­че­ской об­ра­бот­ке. Алю­ми­ний об­ла­да­ет вы­со­кой теп­ло- и элек­тро­про­вод­но­стью, стой­ко­стью к кор­ро­зии за счёт быст­ро­го об­ра­зо­ва­ния проч­ных ок­сид­ных плё­нок, за­щи­ща­ю­щих по­верх­ность от даль­ней­ше­го вза­и­мо­дей­ствия. Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния алю­ми­ния 660°С.

Алю­ми­ний об­ра­зу­ет спла­вы почти со всеми ме­тал­ла­ми. Наи­бо­лее из­вест­ны спла­вы с медью и маг­ни­ем (дю­ра­лю­ми­ний) и крем­ни­ем (си­лу­мин).

Алю­ми­ний – ак­тив­ный ме­талл. Но при нор­маль­ных усло­ви­ях алю­ми­ний по­крыт тон­кой и проч­ной ок­сид­ной плён­кой и по­то­му не ре­а­ги­ру­ет с клас­си­че­ски­ми окис­ли­те­ля­ми: с H₂O (t°);O₂, HNO₃ (без на­гре­ва­ния). Бла­го­да­ря этому алю­ми­ний прак­ти­че­ски не под­вер­жен кор­ро­зии. Од­на­ко при раз­ру­ше­нии ок­сид­ной плён­ки  алю­ми­ний вы­сту­па­ет как ак­тив­ный ме­талл-вос­ста­но­ви­тель.

Легко ре­а­ги­ру­ет с про­сты­ми ве­ще­ства­ми:

- с кис­ло­ро­дом:

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

- с га­ло­ге­на­ми:

2Al + 3Br₂ = 2AlBr₃

- с дру­ги­ми неме­тал­ла­ми ре­а­ги­ру­ет при на­гре­ва­нии:

а) с серой, об­ра­зуя суль­фид алю­ми­ния:

2Al + 3S = Al₂S₃

б) с азо­том, об­ра­зуя нит­рид алю­ми­ния:

2Al + N₂ = 2AlN

в) с уг­ле­ро­дом, об­ра­зуя кар­бид алю­ми­ния:

4Al + 3С = Al₄С₃

Алю­ми­ний ре­а­ги­ру­ет со слож­ны­ми ве­ще­ства­ми:

- с водой (после уда­ле­ния за­щит­ной ок­сид­ной плен­ки, на­при­мер, амаль­га­ми­ро­ва­ни­ем или рас­тво­ра­ми го­ря­чей щё­ло­чи):

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H_2­

- со ще­ло­ча­ми (с об­ра­зо­ва­ни­ем тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­на­тов и дру­гих алю­ми­на­тов):

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

- Легко рас­тво­ря­ет­ся в со­ля­ной и раз­бав­лен­ной сер­ной кис­ло­тах:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 3H₂SO₄(разб) = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

- При на­гре­ва­нии рас­тво­ря­ет­ся в кис­ло­тах — окис­ли­те­лях, об­ра­зу­ю­щих рас­тво­ри­мые соли алю­ми­ния:

2Al + 6H₂SO₄(конц) = Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Al + 6HNO₃(конц) = Al(NO₃)₃ + 3NO₂+ 3H₂O

- вос­ста­нав­ли­ва­ет ме­тал­лы из их ок­си­дов (этот метод по­лу­че­ния про­стых ве­ществ ме­тал­лов на­зы­ва­ет­ся алю­ми­но­тер­ми­ей):

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe

2Al + Cr₂O₃ = Al₂O₃ + 2Cr

 3. Свойства оксида и гидроксида алюминия

Оксид и гид­рок­сид алю­ми­ния об­ла­да­ют ам­фо­тер­ны­ми свой­ства­ми, т.е. вза­и­мо­дей­ству­ют как с кис­ло­та­ми, так и со ще­ло­ча­ми.

Гид­рок­сид алю­ми­ния раз­ла­га­ет­ся при на­гре­ва­нии, в ре­зуль­та­те чего об­ра­зу­ют­ся оксид алю­ми­ния и вода:

2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O