Алюмин

Алюми́ний — Д. И. Менделеевтың химик элементтарҙың периодик системаһыда 13 һанлы химик элемент. Периодик таблицала өсөнсө периодтың өсөнсө төркөмөнөң төп подгруппаһында (кесе төркөмсәһендә) тора. Al билдәһе менән билдәләнә. Еңел металдар төркөмөнә ҡарай. Киң таралған металл. Ер ҡабығында кислородтан һәм кремнийҙан ҡала өсөнсө урында тора.

13 Магний ← Алюминий → Кремний B ↑ Al ↓ Ga Элементтарҙың периодик системаһы 13Al
Ябай матдәнең тышҡы күренеше
Йомшаҡ, еңел, көмөш-аҡ төҫтәге металл
Атом үҙенсәлектәре
Исеме, символы, номеры	Алюминий / Aluminium (Al), 13
Төркөм, период, блок	13, 3,
Атом массаһы (моляр массаһы)	26,981539 а. м. б. (г/моль)
Электрон конфигурация	[Ne] 3s2 3p1
Электрон тышсаһында электрондар	2, 8, 3
Атом радиусы	143 пм
Химик үҙенсәлектәре
Ковалент радиус	118 пм
Ван-дер-Ваальс радиусы	140 пм
Ион радиусы	51 (+3e) пм
Электроотиҫкәрелек	1,61 (Полинг шкалаһы)
Электрод потенциалы	-1,66 в
Окисланыу дәрәжәһе	3
Ионлашыу энергияһы	1-я: 577,2 (5,98) кДж/моль (эВ) 2-я: 577,2 (5,98) кДж/моль (эВ)
Ябай матдәнең термодинамик үҙенсәлектәре
Термодинамик фаза	Ҡаты
Тығыҙлыҡ (н. ш.)	2,6989 г/см³
Иреү температураһы	660 °C, 933,5 K
Ҡайнау температураһы	2518,82 °C, 2792 K
Иреү йылылығы	10,75 кДж/моль
Парға әйләнеү йылылығы	284,1 кДж/моль
Моляр йылы һыйышлығы	24,35[1] Дж/(K·моль)
Моляр күләм	10,0 см³/моль
Ябай матдәнең кристалл рәшәткәһе
Рәшәткә структураһы	кубик
Рәшәткә параметры	4,050 Å
Дебай температураһы	394 K
Башҡа характеристикалар
Йылы үткәреүсәнлек	(300 K) 237 Вт/(м·К)
Тауыш тиҙлеге	5200 м/с

13	Алюминий
Al 26,982
3s23p1

Алюминий ябай матдә (CAS-номер: 7429-90-5) — еңел, парамагнитлы металл, көмөш аҡ төҫтә, механик эшкәртеүгә, иретеп ҡойоп формалаштырыуға еңел бирелә. Алюминий йылы һәм электр ағымын (ток) яҡшы үткәрә. Сөнки уны эшкәрткән саҡта яҡшы һаҡлаусы тышсаһы барлыҡҡа килә.

Тарих

Иң беренселәрҙән булып уны дат физигы Ганс Эрстед таба. 1825 йылда Калий амальгамаһының алюмин хлоридына тәьҫиренән һәм унан терегөмөштө айырып алыуҙан һуң килеп сыҡан. Атамаһы лат. aluminis — асыуташ, әсеүташ һүҙенән барлыҡҡа килгән.

Беренсе тапҡыр алюминды 1854 йылда ярым сәнәғәттә Фёлер ысулы менән Сент-Клер Девиль ала, ул калийҙы хәүефһеҙерәк натрийға алмаштыра. Бер йылдан һуң, 1855 йылда, Париж күргәҙмәһендә металл киҫәген күрһәтә, ә 1856 йылда алюмин-натрий хлоридының икеләтә тоҙо электролизлау ярҙамында алюмин алыуға өлгәшә.

Глиноземдан (тупраҡта булған алюмин оксиды) электролиз ярҙамында алюмин алыу ысулын сәнәғәт кимәлендә үҙләштергәнгә тиклем был металл алтынға ҡарағанда ҡиммәтерәк була. 1889 йылда инглиздәр рәсәй химигы Д. И. Менделеевҡа бай бүләк бүләк бирергә теләп, уға аналитик үлсәүдәр бүләк итә, үлсәүҙең бер стаканы алтын, икенсе алюмин була.^[2][3]

Ул ваҡытты Рәсәйҙә алюминды «балсыҡтан алынған көмөш» тип атайҙар, сөки балсыҡтың төп өлөшө глинозем Al₂O₃ була. Al₂O₃ иретмәһенән криолитта сәнәғәт масштабында алюмин алыу ысулын1886 йылда бер юлы Ч. Холл һәм П. Эру аса.

Алюмин һәм калий ҡушма тоҙҙары боронғо замандан уҡ билдәле әсеүуташ KAl(SO₄)₂ • 12H₂O.

Эшкәртеү ысулы

Яңыса эшкәртеү ысулы американлы Чарльз Холл һәм француз Пол Эру тарафынын 1886 йылда эшкәртелә. Ул алюмин оксидын Al₂O₃ криолит Na₃AlF ₆ иретмәһендә эҙмә эҙлекле электролиз ярҙамында кокс йәки графит электродтарын файҙаланыуҙан барлыҡҡа килә. Былай эшкәртеү бик күп электр энергияһын талап итә. Шуға күрә ул XX быуатта ғына файҙаланыла. 1000 кг сеймал алюмин алыу өсөн 1920 кг балсыҡ, 65 кг криолит, 35 кг алюмин фториды, 600 кг анод массаһы һәм 17 мең кВт сәғәт электр энергияһының даими ағымы (ток) кәрәк була.^[4]

Таралыу

Ер ҡабығында таралыуы буйынса металдар араһында 1-се һәм элементтар араһында 3-сө урынды биләй, кислород һәм кремнийҙарҙан ғына ҡалыша. Төрлө тикшеренеүселәр фекеренсә, ер ҡабығында алюминдың күпләп концентрацияһы 7,45 проценттан 8,14 %-ҡа тиклем баһалана^[5].

Тәбиғи алюмин берләшмәләре

Тәбиғәттә алюмин химик әүҙемлеге юғары булыу сәбәпле, тик ҡушылмалар рәүешендә генә барлыҡҡа килә. Алюминдың ҡайһы бер тәбиғи файҙалы ҡаҙылмалары:

• Боксит — Al₂O₃ · H₂O (SiO₂, Fe₂O₃, CaCO₃ ҡушылмаһы менән)
• Нефелин — KNa₃[AlSiO₄]₄
• Алунит — (Na,K)₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·4Al(OH)₃
• Глинозём (каолин менән ҡом ҡ SiO₂, эзбизташ CaCO₃, магнезит MgCO₃ иҙмәләре)
• Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al₂O₃
• Ҡыр шпаты — (K,Na)₂O·Al₂O₃·6SiO₂, Ca[Al₂Si₂O₈]
• Каолинит — Al₂O₃·2SiO₂ · 2H₂O
• Берилл (зөбәржәт, аквамарин) — 3ВеО · Al₂О₃ · 6SiO₂
• Хризоберилл (александрит) — BeAl₂O₄.

Вулкан ауыҙында ҡайтарыу реакцияһы һөҙөмтәһендә алюмин самородогы табылған осраҡтар бар.^[6] Тәбиғи һыуҙарҙа алюмин аҙ ағыулы химик берләшмәләр, мәҫәлән, алюмин фториды рәүешендә була. Катион йәки аниондың төрө, беренсенән, һыуҙың әселегенә бәйле. Рәсәй һыу объекттарында алюмин концентрацияһы от 0,001 — 10 мг/л тиклем тәшкил итә. Диңгеҙ һыуында уның концентрацияһы 0,01 мг/Л^[7].

Алюмин изотобы

Тәбиғи алюмин тулыһынса тиерлек берҙәм тотороҡло ²⁷Al изотобынан тора, ²⁶Al эҙҙәре бар. Был иң оҙаҡ йәшәгән радиоактив изотоп, ярым тарҡылыу ваҡыты 720 000 йыл, атмосферала ⁴⁰Ar юғары энергиялы космис нурланышы протондары менән бәрелешкәндә барлыҡҡа килә.