アルミニウム
原子番号13の元素 / ウィキペディア フリーな encyclopedia
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アルミニウム(英: aluminium, 米: aluminum[注 1], 羅: alūminium[3])は、記号Al、原子番号13の化学元素である。アルミニウムは他の一般的な金属よりも密度が低く、鋼鉄の約3分の1である。酸素との親和性が高く、空気に触れると表面に酸化物の保護膜が形成される。外観は銀に似ており、色も光を反射する性質も強い。軟らかく、非磁性で延性がある。アルミニウムの同位体組成はほぼ100%が安定同位体27Alであり、この同位体は宇宙で12番目に多い核種である。26Alの放射能は放射年代測定に利用される。
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外見 | |||||||||||||||||||||||||
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アルミニウムのスペクトル線 | |||||||||||||||||||||||||
一般特性 | |||||||||||||||||||||||||
名称, 記号, 番号 | アルミニウム, Al, 13 | ||||||||||||||||||||||||
分類 | 貧金属 | ||||||||||||||||||||||||
族, 周期, ブロック | 13, 3, p | ||||||||||||||||||||||||
原子量 | 26.9815386(13) | ||||||||||||||||||||||||
電子配置 | [Ne] 3s2 3p1 | ||||||||||||||||||||||||
電子殻 | 2, 8, 3(画像) | ||||||||||||||||||||||||
物理特性 | |||||||||||||||||||||||||
相 | 固体 | ||||||||||||||||||||||||
密度(室温付近) | 2.70 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||
融点での液体密度 | 2.375 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||
融点 | 933.47 K, 660.32 °C, 1220.58 °F | ||||||||||||||||||||||||
沸点 | 2792 K, 2519 °C, 4566 °F | ||||||||||||||||||||||||
融解熱 | 10.71 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
蒸発熱 | 294.0 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
熱容量 | (25 °C) 24.200 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||
蒸気圧 | |||||||||||||||||||||||||
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原子特性 | |||||||||||||||||||||||||
酸化数 | 3, 2, 1 (両性酸化物) | ||||||||||||||||||||||||
電気陰性度 | 1.61(ポーリングの値) | ||||||||||||||||||||||||
イオン化エネルギー | 第1: 577.5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
第2: 1816.7 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
第3: 2744.8 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
原子半径 | 143 pm | ||||||||||||||||||||||||
共有結合半径 | 121±4 pm | ||||||||||||||||||||||||
ファンデルワールス半径 | 184 pm | ||||||||||||||||||||||||
その他 | |||||||||||||||||||||||||
結晶構造 | 面心立方格子構造 | ||||||||||||||||||||||||
磁性 | 常磁性[1] | ||||||||||||||||||||||||
電気抵抗率 | (20 °C) 28.2 nΩ⋅m | ||||||||||||||||||||||||
熱伝導率 | (300 K) 237 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||
熱膨張率 | (25 °C) 23.1 μm/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||
音の伝わる速さ (微細ロッド) |
(r.t.) (rolled) 5000 m/s | ||||||||||||||||||||||||
ヤング率 | 70 GPa | ||||||||||||||||||||||||
剛性率 | 26 GPa | ||||||||||||||||||||||||
体積弾性率 | 76 GPa | ||||||||||||||||||||||||
ポアソン比 | 0.35 | ||||||||||||||||||||||||
モース硬度 | 2.75 | ||||||||||||||||||||||||
ビッカース硬度 | 167 MPa | ||||||||||||||||||||||||
ブリネル硬度 | 245 MPa | ||||||||||||||||||||||||
CAS登録番号 | 7429-90-5 | ||||||||||||||||||||||||
主な同位体 | |||||||||||||||||||||||||
詳細はアルミニウムの同位体を参照 | |||||||||||||||||||||||||
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化学的には、アルミニウムはホウ素族の後遷移金属であり、他のホウ素族元素同様、主に酸化数+3の化合物を形成する。アルミニウム陽イオンAl3+はイオン半径が小さく、強く正に帯電しているため分極性が高く、アルミニウムが形成する結合は共有結合になる傾向がある。酸素との親和性が高いため、天然には酸化物の形でみられることが多い。このため、地球上ではアルミニウムはマントルよりも地殻を構成する岩石中に主に存在し、地殻中における存在度は酸素とケイ素に次ぐ第3位を占める。遊離金属の形でみられることはほぼ皆無である。
アルミニウムは、1825年にデンマークの物理学者ハンス・クリスティアン・エルステッドによって発見された。アルミニウムが最初に工業生産されたのは1856年であり、フランスの化学者アンリ・エティエンヌ・サント=クレール・ドビーユによる。1886年にフランスのポール・エルーとアメリカのチャールズ・マーティン・ホールがそれぞれ独自に開発したホール・エルー法により大量生産法が確立され、アルミニウムは一般に広く普及し、産業や日常生活で広く使われるようになった。第一次、第二次世界大戦においては、アルミニウムは航空にとって重要な戦略資源となった。1954年には、アルミニウムの生産量は銅を抜き、最も多く生産される非鉄金属となった。21世紀におけるアルミニウムの用途は、主に輸送、エンジニアリング、建設、包装が占める。
環境中に広く存在するため、生物学的な役割をもつ可能性が考えられ、現在も研究が続いているが、これまでにアルミニウム塩を代謝に用いる生物は知られていない。ただし、動植物は高いアルミニウム耐性を持つことが知られる。