Яка речовина алюміній

Алюміній: будова атома, поширення в природі. Фізичні і хімічні властивості алюмінію. Застосування алюмінію

Алюміній — металічний елемент головної підгрупи ІІІ групи 3 періоду періодичної системи хімічних елементів. Електронна конфігурація зовнішнього енергетичного рівня його атома 3s 2 3p 1 . При хімічних взаємодіях у збудженому стані він здатен утворювати три ковалентних зв’язки або повністю віддавати свої три електрони, проявляючи у своїх сполуках ступінь окиснення +3. Отже, Алюміній є активним відновником.

Алюміній по поширеності займає третє місце серед інших елементів. Масова частка Алюмінію в земній корі становить 8,5 %. У природі він зустрічається тільки у вигляді сполук. Він входить до складу алюмосилікатів, до яких належать: глини, слюди, польові шпати, зокрема каолін. Промислово важливою алюмінієвою рудою є боксит Al₂O₃ · nН₂О. Алюміній входить до складу мінералу корунду, який є кристалічним алюміній оксидом Al₂O₃. Різні домішки здатні надавати корундові різних кольорів. зеленого, жовтого, жовтогарячого, фіолетового та інших кольорів й відтінків. Його синій різновид називають сапфіром, а червоний — рубіном. І рубіни, і сапфіри є коштовними каменями.

Проста речовина алюміній — блискучий сріблясто-білий метал. Він має високу здатність відбивати світлові та теплові промені, а також високі тепло- та електропровідність. Температура плавлення алюмінію 660 °С. Це досить легкий і пластичний метал. З нього можна виробляти тонкий дріт і фольгу.

Хімічно алюміній дуже активний. На повітрі він швидко окиснюється і вкривається тонкою плівкою алюміній оксиду. Оксидна плівка є досить міцною й зумовлює корозійну стійкість алюмінію. При нагріванні на повітрі чи в кисні алюміній згоряє, утворюючи також алюміній оксид:

Алюміній активно реагує з іншими неметалами. За звичайних умов він взаємодіє з хлором і бромом, утворюючи солі, наприклад, алюміній хлорид:

Реакція алюмінію з йодом відбувається, якщо до суміші алюмінієвого порошку з йодом додати кілька крапель води, яка виконує роль каталізатора:

При нагріванні алюміній реагує з сіркою, азотом, вуглецем, наприклад:

У звичайному стані алюміній покритий захисною оксидною плівкою і є стійким до дії води навіть при нагріванні. Якщо плівка алюміній оксиду буде зруйнована, то алюміній буде активно реагувати з водою з виділенням газуватого водню:

Алюміній реагує з розчинами кислот з утворенням солей і водню, наприклад:

Концентровані сульфатна і нітратна кислоти пасивують алюміній, тобто збільшують міцність оксидної плівки. Таким чином, алюміній з ними не реагує.

Оксидна плівка легко розчиняється в лугах і алюміній реагує з розчинами лугів з виділенням водню:

Алюміній відновлює метали з їхніх оксидів при нагріванні (алюмінотермія), наприклад:

Алюміній добувають шляхом електролізу глинозему розчиненого в розплавленому кріоліті Na₃[AlF₆].

Широке застосування алюмінію зумовлене його властивостями. Поєднання легкості з достатньо високою електропровідністю дозволяє застосовувати алюміній як провідник електричного струму. Алюміній і його сплави використовують практично у всіх галузях сучасної техніки: в авіаційній й автомобільній промисловості, залізничному і водному транспорті, машинобудуванні тощо. Завдяки високій корозійній стійкості алюміній широко застосовують при виготовленні апаратури для виробництва харчових продуктів та деяких хімічних речовин. З полірованого алюмінію виготовляють дзеркала та поверхні нагрівальних і освітлювальних рефлекторів. Алюміній використовують як розкисник сталей та інших сплавів. Ним відновлюють метали з їхніх оксидів.

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.

Алюміній

Згадки про галун (див. Галуни алюмінієво-калієві) ― сполуку Алюмінію, яку використовували як протраву для фарбування ― є в працях Геродота та Плінія Старшого. «Землю», яка була в основі галунів, тобто алюміній оксид, уперше добуто 1754 А. С. Маргграфом, згодом її названо глиноземом. Синонім назви елемента ― глинець ― походить від слова глина, його використовували в 1920-х.

У 1808 Г. Деві визначив металічний елемент у складі галунів і назвав його алюміум, а згодом ― алюмінум. 1808–1810 він безуспішно намагався електролізом добути цей метал з глинозему. Уперше алюміній добув Г. К. Ерстед у 1825 термічним відновленням безводного алюміній хлориду амальгамою калію.

1827 Ф. Велер замість амальгами застосував чистий калій для відновлення алюмінію й вперше доволі точно описав властивості цього металу.

1854 А. Сент-Клер Девіль (1818–1881, Франція) удосконалив метод Велера й налагодив промислове виробництво алюмінію. 1855 отримані перші зливки металу масою 6–8 кг, які експонували на Всесвітній виставці праць промисловості, сільського господарства і красних мистецтв у м. Парижі. Через дороговизну алюмінію, на виставці його помістили поруч зі скарбами з державної казни, а імператор Наполеон ІІІ використовував посуд з алюмінію на державних прийомах.

1865 М. М. Бекетов (1827–1911, Росія) застосував для добування алюмінію реакцію між кріолітом і магнієм. У м. Гмелінгемі (Німеччина) 1885 збудовано завод, який працював за методом Бекетова (за п’ять років виплавлено алюміній масою 58 т — понад 25 % усього світового виробництва алюмінію впродовж 1854–1890).

1854 Р. В. Бунзену вдалося добути алюміній електролізом подвійного хлориду Натрію й Алюмінію NaCl ∙ AlCl₃. Промисловий спосіб добування алюмінію електролізом розтопу глинозему в кріоліті розробили незалежно один від одного Ч. М. Голл (1863–1914, США) та П. Еру в 1886.

Перший алюмінієвий завод в Україні запрацював 1933 у м. Запоріжжі.

Характеристика

Положення в періодичній системі хімічних елементів

Хімічний елемент 3 періоду 13 групи періодичної системи елементів (3а підгрупи короткої форми), порядковий номер 13, відносна атомна маса 26,9815385(7). Природний Алюміній складається з одного стабільного нукліда 27Al (100 %). Електронна конфігурація [Ne] 3s 2 3p 1 . Ступені окиснення в сполуках -2, -1, +1, +2, +3 (стійкий). Енергії йонізації 577,5 (+1), 1816,7 (+2), 2744,8 (+3) кДж/моль; електронегативність за Л. Полінгом 1,61; атомний радіус 143 пм, ковалентний радіус 121±4 пм, ван-дер-ваальсовий радіус 184 пм; йонний радіус (Al 3+ ) 39 (4-координований) та 53,5 (6-координований) пм. У всіх своїх стійких сполуках Алюміній має ступінь окиснення +3. У катіонних, аніонних та електронейтральних координаційних сполуках координаційне число Алюмінію дорівнює 4 або 6 за рахунок sp 3 – та sр 3 d 2 -гібридизації його валентних орбіталей атомних.

Фізичні властивості

Проста речовина Алюмінію ― м’який, білий, легкий та дуже блискучий (нагадує срібло) метал, який має високу електро- (38Hg) та теплопровідність і світловідбивну здатність. Кристали алюмінію мають гранецентровані кубічні ґратки; t_топл = 933.47 K (660,32 °C), t_кип = 2743 K (2470 °C); густина 2699 кг/м 3 (2375 кг/м 3 у рідкому стані), питомий електричний опір 28,2 нОм · м, теплопровідність 237 Вт/(м · К). Домішки зменшують електропровідність, але поліпшують механічні властивості алюмінію. Твердість, визначена за методом Ю. А. Брінелля (1849–1925, Швеція) ― 160―550 МПа, за Мооса шкалою твердості мінералів ― 2,75, Юнга модуль ― 70 ГПа. Алюміній легко обробляти, відливати у форми, протягувати та штампувати. Його властивості значно залежать від домішок, наприклад, границя плинності чистого металу становить 7–11 МПа, хоча для його стопів (сплавів) вона становить від 200 МПа до 600 МПа. У відполірованому вигляді алюміній має найвищу після срібла відбивальну здатність для білого та інфрачервоного світла.

Хімічні властивості

Алюміній — активний метал. В електрохімічному ряду напруг він стоїть між магнієм та цинком. Деяка пасивність алюмінію в хімічних реакціях за звичайних умов (20–25 °С, Р = 1 атм) зумовлена утворенням на його поверхні тонкої й дуже міцної оксидної плівки, товщина якої дорівнює 10-5 мм. Алюміній активно розчиняється в кислотах-неокисниках: 2Аl + 6НСl = 2АlСl₃ + 3Н₂↑. Концентровані сульфатна й нітратна кислоти пасивують алюміній, їхні розчини середньої концентрації поступово його розчиняють:

Алюміній дуже легко розчиняється в лугах з утворенням розчинних у воді гідроксидоалюмінатів: 2А1 + 6NaOH + 6Н₂О = 2Na₃[Al(OH)₆] + 3Н₂↑.

Відома сполука Алюмінію з Гідрогеном (воднем) ― алюміній гідрид AlH₃ та (у стопах) інтерметалічні сполуки Алюмінію FeAl₃, Fe₃SiAl₁₂, Al₂Si₂Al₉ або FeAl 6. За нагрівання алюмінію на повітрі він згоряє яскравим білим полум’ям з утворенням оксиду:

Завдяки великій теплоті утворення А1₂О₃ алюміній відновлює оксиди металічних елементів, нітрати, хлорати та інші сполуки.

Алюміній оксид може існувати у вигляді кількох кристалічних форм, з яких найстійкішими є α-А1₂О₃ та γ-А1₂О₃. Перша з них — це білі тугоплавкі кристали (плавляться за 2050 °С) з ромбоедричними ґратками, у яких атом Алюмінію оточений шістьма атомами Оксигену.

Аl₂О₃ + 6KHSO₄ □(→┴t ) Al₂(SO₄)₃ + 3K₂SO₄ + 3H₂O. Алюміній гідроксид Аl(ОН)₃ — полімерна драглиста сполука розчинна в сильних кислотах і лугах.

З кислотами алюміній гідроксид утворює солі. У водному розчині існує гідратований безбарвний йон [А1(Н₂О)₆] 3+ . Солі Алюмінію більшості сильних кислот розчинні у воді й кристалізуються у вигляді гідратів, наприклад, Al₂(SO₄)₃ ∙ 18Н₂О, Аl(NO₃)₃ ∙ 9Н₂О, АlСl₃ ∙ 6Н₂О, тощо. Алюміній сульфат із сульфатами Натрію, Калію, амонію під час кристалізації з розчину утворює безбарвні кристали галунів загального складу MeAl(SO₄)₂ ∙ 12Н₂О. Солі Алюмінію у водному розчині гідролізовані.

Алюміній активно реагує з галогенами. За кімнатної температури в атмосфері фтору алюміній вкривається плівкою алюміній флуориду AlF₃. Хлор і рідкий бром реагують з алюмінієм уже на холоді. Суміш порошків йоду та алюмінію спалахує, якщо внести в неї краплину води, яка є каталізатором. Унаслідок нагрівання галогенідів АlНаl3 з алюмінієм утворюються похідні Алюмінію(І): АlHаl₃ + 2Аl = 3AlНаl, які за температур, нижчих від 1000 °С, розкладаються: 3АlHаl = 2Аl + АlHаl₃. З алюміній хлориду та літій гідриду в діетиловому етері (див. Ефір діетиловий) добувають літій тетрагідридоалюмінат ― гідрогенізувальний агент: 4LiH + AlCl₃ = Li[AlH₄] + 3LiСl, з якого можна добути алюміній гідрид: 3Li[AlH₄] + АlСl₃ = 3LiCl + 4АlН₃. Алюміній гідрид поступово виділяється у вигляді білої аморфної маси полімерної будови (AlH₃)x. Вище за 100 °С він розкладається на прості речовини, а водою повністю гідролізується.

Унаслідок сильного нагрівання порошку алюмінію з азотом, сіркою та вуглецем утворюються, відповідно, нітрид, сульфід і карбід Алюмінію ― AlN, Al₂S₃, Al₄C₃.

Алюміній нітрид — білий порошок, який не розкладається за нагрівання до 1800 °С. Кристалічний алюміній нітрид не взаємодіє із сильними кислотами й поступово розкладається гарячими розчинами лугів. Кристали алюміній нітриду дуже тверді, вони термостійкі, електропровідні. Алюміній сульфід Al₂S₃ — білі голчасті кристали з температурою топлення 1120 °С. Водою повністю розкладається на А1(ОН)₃ та H₂S. Жовтий алюміній карбід А1₄С₃ ефективніше добувати нагріванням до 2000 °С алюміній оксиду з вугіллям. Він розкладається водою на Аl(ОН)₃ та СН₄.

Поширення в природі

Алюміній третій серед елементів (після О, Si) за поширенням у земній корі й перший серед металічних елементів; його масова частка становить 8,05 %. Природний Алюміній має один стабільний нуклід (_13^27)Аl. Найважливіші мінерали: корунд, боксит та кріоліт. Проте основна маса Алюмінію міститься в алюмосилікатах (ортоклаз, слюда, нефелін, каолін Н₄Al₂Si₂O₉ тощо), які становлять основну масу земної кори. Під дією дощів та вуглекислого газу алюмосилікати вивітрюються (див. Вивітрювання) з утворенням глини, яка є сумішшю каоліну з піском, вапняком, оксидами Феруму та іншими речовинами. Трапляються прозорі кристали корунду, забарвлені незначними домішками оксидів Cr₂O₃ (рубін) або Ті₂О₃ та Fe₂O₃ (сапфір).

Добування

Добувають алюміній електролізом розтопленої суміші кріоліту й алюміній оксиду (6–8 %). За цим методом добувають алюміній, уміст якого становить близько 98,9 %. Щоб добути алюміній високої чистоти (99,99 %), його електролітично рафінують. Дуже чистий алюміній добувають нагріванням алюміній флуориду AlF₃ з алюмінієм до 1100 °С. Унаслідок цього утворюється AlF, який диспропорціонує з виділенням дуже чистого алюмінію.

Застосування

Алюміній — один із найважливіших технічних металів, у якому поєднуються такі якості, як легкість, міцність, корозійна стійкість і здатність утворювати стопи з цінними властивостями. Алюміній високопластичний, його легко кувати, прокатувати в тонкі листи (товщиноюдо 0,01 мм). Алюмінієву фольгу використовують у харчовій промисловості, а також для виготовлення конденсаторів. Оскільки алюміній має високу електропровідність, яка дорівнює 0,6 електропровідності міді, з нього виготовляють електричні дроти, що вдвічі легші за мідні. Основне застосування алюміній оксиду — це електролітичне добування алюмінію. Завдяки великій твердості корунду та алюміній нітриду з них виготовляють абразиви. Також алюміній нітрид використовують у виробництві світлодіодів, матеріалів із нановолокна, матеріалів для високотеплопровідної кераміки ― підкладки для виробництва високочастотних резисторів, корпусів електронних схем. Дрібнозернисту різновидність корунду — наждак — застосовують для очищення металевих поверхонь та для виготовлення наждачного паперу. Рубін та сапфір використовують для виготовлення годинникових підшипників, як дорогоцінні камені, а рубін, крім того, застосовують у квантових генераторах. Одну з форм дегідратованого Алюміній гідроксиду — алюмогель ― використовують у техніці як адсорбент.

Практичне значення мають й алюмінати: орто-алюмінати Кальцію та Магнію в суміші із їхніми силікатами використовують як цемент. Штучні алюмосилікати — пермутити NaAlSiO₄ ∙ nН₂О ― як йоніти для зм’якшення води. Галуни застосовують у медицині як кровоспинний засіб, для дублення шкіри, а також як протраву для фарбування тканин.

Алюміній силікат (біла глина, каолін) та палений галун застосовують зовнішньо, зазвичай у вигляді присипок, мазей та паст для лікування шкірних захворювань. Алюміній гідроксид уживають усередину як засіб для зниження кислотності за виразкової (див. Виразка) хвороби шлунка та кишки дванадцятипалої, гострих та хронічних гастритах і харчових отруєннях. Алюміній фосфат має противиразкову, адсорбувальну, обволікальну дію, знижує кислотність шлункового соку.

Фізіологічна дія

Алюміній відіграє важливу фізіологічну роль в організмі ― бере участь в утворенні фосфатних та білкових комплексів; процесах регенерації кісткової, сполучної та епітеліальної тканини; справляє, залежно від концентрації, гальмівну або активізувальну дію на травні ферменти; здатний упливати на функцію паращитовидних залоз. Алюміній у надлишкових кількостях може становити серйозну небезпеку для здоров’я. У цілому Алюміній відносять до токсичних (імунотоксичних) елементів. Токсична доза для людини становить близько 5 г.

Література

1. Голуб А. М. Загальна та неорганічна хімія : в 2 ч. Київ : Вища школа, 1971. Ч. 2. 416 с.
2. Некрасов Б. В. Основы общей химии : в 2 т. Москва : Химия, 1973. Т. 2. 688 с.
3. Greenwood N. N. Chemistry of the Elements. 2nd ed. Oxford; Boston : Butterworth-Heinemann, 1997. 1340 p.
4. Степаненко О. М., Рейтер Л. Г., Ледовських В. М. та ін. Загальна та неорганічна хімія : в 2 ч. Київ : Педагогічна преса, 2002. Ч. 1. 508 с.
5. Григор’єва, В. В., Самійленко, В. М., Сич, А. М. та ін. Загальна хімія. Київ : Вища школа, 2009. 472 с.
6. Грешта В. Л., Климов О. В., Лисиця О. В. та ін. Кольорові метали і сплави. Запоріжжя : Запорізький національний технічний університет, 2015. 335 с.

АЛЮМІНІЙ ЯК ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ І ПРОСТА РЕЧОВИНА. ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АЛЮМІНІЮ

Урок засвоэння нових знань. Підручник О. Г. Ярошенко. Хімія 10 клас. Урок з перевіркою засвоєного матеріалу, презентації немає. але урок. роздатковий матеріал, демонстраційні експеременти та підручник дає можливість засвоїти матеріал учням без додаткових засобів мультимедія. З викоритсанням методів та прийомів інтерактивних технологій

Тема уроку: АЛЮМІНІЙ ЯК ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ І ПРОСТА РЕЧОВИНА. ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АЛЮМІНІЮ

Мета уроку: розширити та поглибити знання про хімічний елемент та просту речовину – алюміній, актуалізувати знання з іншим тем, показати учням зв’язок науки та життя, підтримувати інтерес до хімії, розвивати вміння логічно мислити, працювати з підручником

Завдання уроку

• продовжувати формування вмінь і навичок учнів характеризувати хімічні властивості речовин виходячи із положення хімічного елемента в періодичній системі та будови атома;
• розширити знання учнів про алюміній, як елемента и як речовини;
• виявити закономірності хімічних властивостей алюмінію відповідно до будови атому;
• повторити та закріпити знання учнів про амфотерність на прикладі алюмінію;
• дослідницьким шляхом доказати «амфотерність» і «пасивацію» алюмінію;
• охарактеризувати природні сполуки алюмінію, а також області використовування алюмінію та його сплавів.
• організувати діяльність учнів на засвоєння вмінь записувати рівняння реакцій, які характеризують хімічні властивості алюмінію Розвиваюча:
• розвивати вміння працювати в атмосфері пошуку, творчості;
• розвивати вміння формулювати гіпотези та проводити дослідницьку перевірку;
• продовжити формування вмінь оброблювати та аналізувати експериментальні дані, робити висновки;

• виховувати культуру розумової праці;
• розвивати комунікативні якості особистості;
• виховувати активність та самостійність при вивченні теми;

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Форма організації діяльності учнів: хімічний експеримент, індивідуальна робота, робота з підручником, прийом «асоціативний кущ», еврастична бесіда, постановка проблемних питань.

Обладнання : періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва; таблиця поширення хімічних елементів; колекція «Алюміній та його сполуки», алюмінієвий дріт, алюмінієвий посуд (чашка, фольга, алюмінієвий дріт)

Девіз уроку:

Широко простягає хімія руки свої у справи людські.

Михайло Васильович Ломоносов

І. Організаційний момент. (2 хв)

Рада вітати вас, учні та наших гостей на уроці. Сподіваюся після сьогоднішнього уроку всі залишаться в гарному настрої та збагачені новими знаннями.

ІІ Актуалізація опорних знань і чуттєвого досвіду.

1. Пригадаємо, який розділ ми почали вивчати у ІІ семестрі? (Метали)
2. Де розміщуються металічні елементи у таблиці Менделєєва? (Бор-Астат)
3. Який метал найпластичніший? (Золото) Чому? (Ювелірні вироби)
4. Назвіть метали, які мають найкращу електричну провідність. (Срібло, мідь, алюміній)
5. Які метали є найм’якші? (Лужні) Чому саме? (Бо вони ріжуться ножем)
6. Які елементи називаються лужними (1 група, головна підгрупа)
7. А як називається друга група елементів? (Лужноземельні)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності. (4 хв)

Учитель. Ці метали та їхні властивості ми вивчали з вами на попередніх уроках . У кожного з названих хімічних елементів є «своя кімната» у великому будинку – періодичній системі Д. І. Менделєєва. Сьогодні ми з вами познайомимося ще із одним мешканцем цього будинку, але перед цим послухаймо цікаві історичні відомості про цей елемент.

В «Естественной истории» римського історика Плінія Старшого є така легенда «Одного разу до римського імператора Тиберія прийшов незнайомець. В дар імператору він приніс виготовлену ним чашу із блискучого, як срібло, але занадто легкого металу. Майстер розповів, що добув цей метал із «глинястої землі». Але імператор, боячись, що знеціняться його золото та срібло, наказав стратити майстра, а його майстерню зруйнувати».

Цікаво, що у 1889 році, коли Д. І. Менделєєв перебував у Лондоні, йому на знак визнання видатних заслуг у розвитку хімії подарували цінний подарунок – терези, одна шалька яких зроблена із золота, а інша з цього металічного елемента, який на цей час був дорожчим за золото.

На нашому столі розміщені вироби з цього металу (демонструємо фольгу, чашку, дріт алюмінієвий), що це за елемент? ( Алюміній )

Учитель. Які асоціації виникають у вас з словом «Алюміній», бо це слово широко знане? ( плакат де записуємо маркером асоціації, залишаємо місце, щоб потім дописати ).

Прогнозована відповідь учнів : білий, широко поширений, легкий, дріт, посуд, кольоровий.

А вкінці уроку, якщо у нас буде час, то ми доповнимо цю схему вивченими поняттями про алюміній та перевіримо чи все правильно ми вказали про цей елемент.

І V Повідомлення теми та мети уроку

Розгортаємо зошити та записуємо дату і тему уроку: Алюміній як хімічний елемент і проста речовина. Фізичні та хімічні властивості алюмінію.

V . Засвоєння учнями нових знань

Учитель. Гляньте направо де розміщена діаграмою «Розповсюдження елементів в природі». Визначте, яке місце в займає алюміній між інших елементів.

(Алюміній за поширеностю в природі займає третє місце серед інших елементів. Масова частка Алюмінію в земній корі становить 8,8 %.)

Щ об було зрозуміло загальне поширення алюмінію у земн ій корі досить сказати, що він входить до складу глини.

Учитель: Як ви думаєте, у якому вигляді він зустрічається у земній корі ? ( Руди, сполуки)

Учитель Алюміній в природі він міститься тільки у вигляді сполук .

На ваших столах є зразки коаліну , який інакше називають білою глиною ( Al ₂ O ₃ •2 SiO ₂ •2 H ₂ O ) та боксит алюмінію ( A l ₂ O ₃ • nH ₂ O ) , який власне є промислово важливою алюмінієвою рудою, входить до складу мінералу корунду ( Al ₂ O ₃ ) , який є кристалічним алюміній оксидом .

Запишіть, будь-ласка, дані формули у зошит. Запису є мо

Коал і н ( складова глини) – Al ₂ O ₃ •2 SiO ₂ •2 H ₂ O

Боксит алюмінію – Al ₂ O ₃ • nH ₂ O – промислова руда

Корунд Al ₂ O ₃

Різні домішки здатні надавати корундові різних кольорів. Його синій різновид називають сапфіром (ферум, титан), фіолетовий – аметистом , а червоний — рубіном (хром) . І рубіни, і сапфіри є коштовними каменями. Зараз їх отримують штучним шляхом – додаванням певних йонів металів до корунду.

Учитель: А зараз давайте попробуємо з ’ ясувати адрес цього дивовижного елементу.

Викликати одного учня до дошки і він повиен написати електронну конфігурацію та коміркову структуру.

1. Електронна будова атома алюмінію. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
2. Коміркова структура атому алюмінію…

З іншими учнями класу проводиться фронтальна бесіда

Перевіряємо чи правильно зображена структура атома

Цей металічний елемент утворює просту речовину – алюміній.

1. Укажіть тип хімічного зв’язку та кристалічної гратки алюмінію? Металічний тип зв’язку граноцентрична кубічна кристалічна гратка.

Ви знаєте, що від будови атома, типу зв’язку та типу кристалічної гратки залежать фізичні та хімічні властивості речовини. Давате з’ясуємо фізичні властивості алюмінію на основі даних виробів, користуючись органами нашого чуття. Тактильні відчуття, зір.

Учитель показує вироби з цього металу і аналізує з учнями фізичні властивості:

а) розглянути зразок виробу з алюмінію;

б) визначити агрегатний стан;

г) визначити наявність блиску;

е) візьміть у руку алюмінієвий дріт. Перевірити, чи пластичний він.

д) порівняйте масу алюмінієвого дротика та залізного цвяха, що важче?

Учитель запису на дошці властивості і зазначаєм чого не вистачає, беремо з підручника . Вчитель записує на дошці, учні у зошити.

2. Учитель : Треба знайти в підручнику відповідь на ще не зазначені фізичні властивості Алюмінію, розгортаємо книжку на стор.173. на виконання завдання 2 хв. Записуємо фізичні властивості у зошит.

t 0 пл – 660 0 С ,

t 0 кип =2060 0 С .

Густина – 2,7 г/см 3 .

Але він є досить твердий

Висока теплопровідність та лектропровідність

Має високу відбивну здатність полірований алюміній, тому його використовують для напилювання дзеркал.

Отже, за фізичними властивостями Алюміній типовий метал

Вчитель : Гляньте на ряд активності металів, скажіть за розміщенням алюміній активний чи пасивний метал? ( Він стоїть за активними металами, та очолює ряд металів середньої активності)

Які хімічні властивості можна передбачити для алюмінію, знаючи що він метал і йому характерні такі ж властивості як і більшості металів? ( Алюміній легко реагує з неметалами: киснем, галогенами, сіркою, азотом, фосфором, реагує з кислотами, солями в тому випадку, якщо до складу солі входить менш активний метал.)

На дошці намальована схема:

С uSO ₄

Cr ₂ O ₃ І ₂

Na OH + А l + S

+ + +

H ₂ O O ₂

N ₂

Проведемо експеримент, щоб перевірити чи дійсно алюміній взаємодіє з простими речовинами.

Дослід № 1 Проводить вчитель ПІД ВИТЯЖКОЮ.

Взаємодія алюмінію з кристалічним йодом:

У порцелянову чашку насипаємо суміш алюмінієвого порошку та кристалів йоду, розмішується, доливаємо декілька крапель води

Учитель: Для чого доливаємо воду? ( вода – каталізатор ). Що відбувається?

Перебіг реакції досить бурхливий йде виділення великої кількості теплоти.

Записуємо хімічні властивості алюмінію. Будемо користуватися даною схемою на дошці для зображення хімічних реакцій

Хто запише дану рівняння хімічної реакції:

2Al + І ₂ =2 Al І ₃ за кімнатної температури

Погляньте на схему хімічних властивостей алюмінію . Оберіть які ще схеми відповідають взаємодії Алюмінію з простими речовинами?

Ці реакції відбуваються при нагріванні з іншими неметалами ( S , O _2, N ₂ )

Всі учні працюють з зошитами. По одному біля дошки.

Глянувши на схему бачите наступну реакцію:

В походах, домашньому господарстві часто користуються алюмінієвим посудом (котелки, кухлі, каструлі).
Чому алюміній не взаємодіє з водою?

Згадайте, коли ми вивчали лужні метали то їх зберігали під шаром гасу чому? Що утворювалося коли ми виймали натрій з оліїстої речовини?

Оскільки алюміній є досить активним металом він також взаємодіє з киснем на повітрі тому алюмінієвий посуд покритий оксидною плівкою А l ₂ O ₃

А як утворилась оксидна плівка ?

Товщина оксидної плівки становить лише декілька нм (1*10 -9 від метра).

Щоб пішла реакція, оксидну плівку треба зруйнувати. Це можна зробити тертям,наприклад наждачним папером або обробивши метал розчином нітрату ртуті ( амальгама алюмінію)

2 Al + 6 H ₂ O =2 Al ( OH ) ₃ ↓+ 3 H ₂ ↑

Завдяки оксидній плівці Алюміній не піддається корозії .

У першу пробірку налийте хлоридну кислоту і додайте гранулу алюмінію.

У другу пробірку налийте концентрований (30 % ) розчин натрій гідроксиду і опустіть туди алюмінієву гранулу. ( нагріти пробірку, якщо реакція не відбувається)

Що ви можете сказати про газ, який виділяється ?

Запишемо рівняння взаємодії алюмінію з хлоридною кислотою.

Запамятайте:

Концентрована сульфатна кислота і нітратна кислота будь-якої концентрацій на холоді пасивують Алюміній. Тому ці кислоти можна зберігати і перевозити в алюмінієвих цистернах, при нагріванні ці реакції відбуваються по схемі (записати окисно-відновні реакції, вказати окисник, відновник):

Якими властивостями алюмінію можна пояснити витіснення ним водню із кислоти та із лугу?

Які металічні елементи можуть взаємодіяти з основами?

При взаємодії алюмінію з лугами спочатку руйнується оксидна плівка, а потім проходить реакція утворення алюмінатів:

Вчитель записує рівняння реакції взаємодії алюмінію з лугом на дошці, а діти у зошитах :

2 Al + 6 NaOH _{(надлишок)} = 2 Na ₃ AlO ₃ +3 H ₂ при сплавленні, нагрівання

Кислотний залишок сполуки у солі відповідає амфотерному гідроксиду і кислоті, яка тут утворюється Н ₃ AlO ₃

У розчині лугу утворюються комплексні солі, формули яких можна вивести замінюючи кожний атом оксисену у Na ₃ AlO ₃ і NaAlO ₂ на дві ОН групи. Чому? ( Через валентність. )

2 Al + 6 NaOH _{(надлишок)} +6 H ₂ 0=2 Na ₃ [ Al ( OH ) ₆ ] +3 H ₂ ↑ -у розчині

А тепер допоможіть мені, як буде виглядати формула комбінованої сполуки, коли ми додаємо недостачу гідроксиду натрію на основі натрій метаалюмінату.

2 Al + 2 NaOH +6 H ₂ 0=2 Na [ Al ( OH ) ₄ ] +3 H ₂ ↑ – у розчині

2.4 Взаємодія з оксидами металів

Таким чином можна в і дновити метали з їх оксидів. Тут ми не обов’язково користуємося рядом активності металів, тут реакція можлива завдяки міцності кристалічної гратки. Цим методом добувають хром, манган, титан у промисловості і називається він алюмотермією. Такий спосіб добування металів запропонував у ХІХ ст.. Микола Миколайович Бекетов.

З якими ще солями може взаємодіяти Алюміній, загадуємо хімічні властивості металічних сполук.( З тими солями, які в своєму складі містять слабший металічний елемент, ніж той, що взаємодіє )

Отже, за хімічними властивостями – алюміній – амфотерна сполука, так як реагує і з кислотами, і з лугами.

Проблемні питання: (2 хв)

1. Якщо вам потрібно налити воду в алюмінієву каструлю, то чи буде проходити хімічна реакція? (тільки якщо поверхня пошкоджена)
2. Чому алюмінієвий посуд не руйнується в киплячій воді? (бо його захищає оксидна плівка)
3. Чому алюміній називають «Срібло з глини»? (бо він входить до складу глини і за фізичними властивостями нагадує срібло)
4. Чи можна варити кислі компоти або квасити капусту в алюмінієвому посуді? (Не так давно вчені встановили, що кухонний алюмінієвий посуд не такий уже й безпечний, як вважалося раніше. Під час приготування їжі, зокрема, яка містить слабкі органічні кислоти(оцтову, аскорбінову, винну, лимонну), відбувається руйнування оксидної плівки й утворення сполук, які спричиняють харчові отруєння)

Зараз нам уже відомі властивості алюмінію, залишається зазначити його застосування.

Алюміній в вигляді чистого металу йде на виготовлення алюмінієвого дроту, електричних проводів, алюмінієвого посуду , обігрівних батарей, дзеркал, на виробництво фольги як обгортковий матеріал у харчовій промисловості, застосовується у радіотехніці для виготовлення конденсаторів.

– Застосовується в будівництві; широко відома алюмінієва фарба «Сріблянка» пігментом якої є порошок алюмінію.

– Алюміній застосовується для виробництва різних сплавів :

дюралюміній ( сплав на основі алюмінію, магнію та міді );

силуміни ( сплав на основі алюмінію з добавленням кремнію ).

Характерна ознака цих сплавів – легкість і велика міцність. Вони використовуються в авіо-. авто-, судно- і приборо – будівництві, в ракетній техніці.

«Крилатим металом» називають алюміній у наші дні. Воно й не дивно. Коли в безкраї простори неба здіймаються надшвидкісні літаки, а навколо Землі проносяться штучні супутники – дякуйте алюмінію. Це він, утричі легший від заліза й сталі, надав міці сріблястим крилатим небесним велетам.

Високу відбивну здатність полірованого алюмінію використовують для виготовлення поверхонь нагрівальних і освітлювальних рефлекторів і дзеркал.

Алюміній – метал дуже м’який. Тому він добре піддається механічній обробці – литтю, ковці, витягуванню. З нього можна витягнути нитки тонкі, як павутиння.

1. Будівництво (18%)
2. Транспортне авіа- та машинобудування (26% +8 %)
3. Електротехніка (8%)
4. Харчова промисловість (27%)
5. Фармацевтична промисловість (13%)

V . Закріплення навчального матеріалу (4 хв)

Самостійна робота учнів з індивідуальними завданнями (Додаток 1)

Відповідь: варіант 1 1-Б,2-Г,3-В, 4- Д, 5-Е, 6-А.

Хімічне перетворення, або ж з підручника № 3 ст 178

Як називається кожна з сполук і як їх можна отримати?

Na ₃ AlO ₃ А l Al ₄ C ₃

Na [ Al ( OH ) ₄ ]

V І Узагальнення та систематизація знань (2 хв)

1 . Повернутися до Асоціативного куща. Дописати те, що ми з’ясували на сьогоднішньому уроці).

( амфотерність, легкість, електропровідність, теплопровідність, стійкість до концентрованих кислот, широко застосовується, корозостійкість)

V ІІ. Підсумки уроку(1 хв)

VI ІІ. Домашнє завдання(1 хв)

Дописати рівняння реакцій з конспекту

1. Вивчити § 21 (стор. 172 – 175 до розділу «Оксид і гідроксид алюмінію»
2. № 5.
3. Творчі завдання: № 7 ст. 179

У складі творчих груп виконайте навчальний проект на тему «Крилатий метал» , у якому опрацюйте наступні питання:

1. Властивості, що зумовлюють широке використання алюмінію в різних галузях народного господарства
2. Виробництво Алюмінію в Україні
3. Сплави Алюмінію
4. Продукція, яку випускають в Україні із застосуванням Алюмінію та його сполук.