铝的性质有哪些?
铝的物理性质
铝是银白色金属,熔点660.4℃,沸点2467℃,密度2.70克/厘米3,很轻,约为铁的1/4。它的硬度比较小,具有良好的延展性,可以拉成细丝,也可以辗压成铝箔,后者常用来包装糖果、香烟。它还有良好的导电导热性,电力工业上用它制造电线、电缆、日常生活中用它制造炊具。它可以跟镁、铜、锌、锡、锰、铬、锆、硅等元素形成多种合金,广泛用作制造飞机、汽车、船舶、日常生活用品的材料,也用于建筑业制造门窗。铝是热和光最好的反射体之一,它被用做绝热材料和用于制造反射望远镜中的反射镜。
纯净的铝是具有银白色光泽的金属,有良好的延展性,制成铝箔可包装纸烟、糖果。
铝的导电性仅次于银和铜(导电率为铜的64%,密度小于2.70g/cm3,为铜的30%),因而铝广泛地代替铜做电缆。
铝有良好的导热性,大量用于制做炊具,还可以做太阳能的吸收装置。
Al的物理性质
铝是银白色有金属光泽的金属,
熔点较低(660.4℃),
密度较小(2.7g·cm-3),
是热和电的良导体。
具体来说
铝是银白色的轻金属,较软,密度2.7g/cm3,熔点660.4℃,沸点2467℃,铝和铝的合金具有许多优良的物理性质,得到了非常广泛的应用。
铝对光的反射性能良好,反射紫外线比银还强,铝越纯,它的反射能力越好,常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合,就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。铝粉能保持银白色的光泽,常用来制作涂料,俗称银粉。
纯铝的导电性很好,仅次于银、铜,在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝是热的良导体,在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。
铝有良好的延展性,能够抽成细丝,轧制成各种铝制品,还可制成薄于0.01mm的铝箔,广泛地用于包装香烟、糖果等。
铝合金具有某些比纯铝更优良的性能,从而大大拓宽了铝的应用范围。例如,纯铝较软,当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属,强度可以大大提高,几乎相当于钢材,且密度较小,不易锈蚀,广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。当温度降到-196℃时,有的钢脆如玻璃,而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高,所以是便宜而轻巧的低温材料,可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。
1、与氧的反应:空气中铝就可被氧所氧化,但铝一旦接触空气或氧气,其表面就被一层致密的氧化物薄膜所覆盖,使内层铝不能进一步被氧化,同时氧化物膜也不溶于水,因而铝可用来制作日用器皿
铝同氧在高温下的反应可放出大量热:
4Al+3O2=2Al2O3 ΔH=-3351kJ•mol-1
利用这一特性,铝常用来从其他氧化物中置换出金属。在反应过程中释放的热量可以将反应混合物加热至很高的温度,所以只须开始将混合物引燃,反应即会进行下去(类似链式反应)例如,将铝粉和氧化铁粉按一定比例混合,用镁条点燃,反应即猛烈进行,得到氧化铝和单质铁并放大量热,温度可达3273K,使生成的铁熔化:2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
这种方法也常用来还原一些难以还原的氧化物,如MnO2、Cr2O3等。因此铝是冶金上常用的还原剂,这种还原方法称铝热法
2、铝的两性: 铝是两性金属,铝既能溶于稀盐酸或稀硫酸中,也可溶于强碱中
例如:2Al+6H+=2Al3++3H2↑ 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
在冷的浓硫酸及浓硝酸中,铝的表面被钝化因而不发生反应。所以常用铝制容器装运浓硝酸或浓硫酸。但铝可与热的浓硫酸反应:
2Al+6H2SO4(浓、热)=Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
铝的纯度越高,它在酸中反应越慢。高纯度的铝不与一般酸反应,只溶于王水。
物理性质
铝是银白色的轻金属,较软,密度2.7g/cm3,熔点和沸点都很高,熔点660.4℃,沸点2467℃,铝和铝的合金具有许多优良的物理性质,得到了非常广泛的应用。
铝对光的反射性能良好,反射紫外线比银还强,铝越纯,它的反射能力越好,常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合,就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。铝粉能保持银白色的光泽,常用来制作涂料,俗称银粉。
纯铝的导电性很好,仅次于银、铜,在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝是热的良导体,在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。
铝有良好的延展性,能够抽成细丝,轧制成各种铝制品,还可制成薄于0.01mm的铝箔,广泛地用于包装香烟、糖果等。
化学性质
和氧气反应:铝粉可燃铙4Al+3O2=2Al2O3(发强白光)
和非金属反应:2Al+3S=Al2S3
和热水反应:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑(必须在碱的条件下,因为家中常用铝锅做饭啊干什么的,所以几乎不和沸水反应!)
和较不活动金属氧化物反应:3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3(高温时)
和酸反应:在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化,产生不了氢气。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应,生成盐并放出氢气。
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑
和盐溶液反应:2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3 (置换反应)
和碱溶液反应:主要和NaOH、KOH强碱溶液反应,可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
铝和水在碱的条件下发生反应:
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
Al(OH)3溶解在强碱溶液中,
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
一般可用下列化学方程式或离子方程式表示这一反应
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
注:1.铝和不活泼金属氧化物(主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等)的混合物,都叫铝热剂,在反应中铝做还原剂。反应过程放大量热,可将被还原的金属熔化成液态
2.铝在加热时也可以跟浓硫酸或硝酸反应。
铝是一种轻金属。纯净的铝是银白色的,因在空气中易与氧气化合,在表面生成一种致密的氧化物薄膜(氧化铝Al2O3),所以通常略显银灰色。
铝能够与稀的强酸(如稀盐酸,稀硫酸等)进行反应,生成氢气和相应的铝盐。与一般的金属不同的是,它也可以和强碱进行反应,形成偏铝酸盐和氢气。因此认为铝是两性金属。
在常温下,铝在浓硝酸和浓硫酸中被钝化,不与它们反应,所以浓硝酸是用铝罐(可维持约180小时)运输的。
元素名称:铝
元素符号:Al
元素类型:金属
元素原子量:26.98
原子体积(立方厘米/摩尔):10.0
原子序数:13
元素中文名称:铝
元素在太阳中的含量(ppm) :60
元素在海水中的含量太平洋表面(ppm):0.00013
元素英文名称:Aluminum
相对原子质量:26.98
地壳中含量(ppm):82000
核内质子数:13
核外电子数:13
核电核数:13
氧化态:Main Al+3
Other Al0, Al+2
质子质量:2.1749E-26
质子相对质量:13.091
所属周期:3
所属族数:IIIA
摩尔质量:27
氢化物:AlH3
氧化物:Al2O3
最高价氧化物化学式:Al2O3
密度:2.702
熔点:660.37
沸点:2467.0
燃点:550摄氏度
热导率W/(m·K):237
化学键能: (kJ /mol)
Al-H 285
Al-C 225
Al-O 585
Al-F 665
Al-Cl 498
Al-Al 200
声音在其中的传播速率:(m/S)
5000
电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 577.4
M+ - M2+ 1816.6
M2+ - M3+ 2744.6
M3+ - M4+ 11575
M4+ - M5+ 14839
M5+ - M6+ 18376
M6+ - M7+ 23293
M7+ - M8+ 27457
M8+ - M9+ 31857
M9+ - M10+ 38459
莫氏硬度:2.75
外围电子排布:3s2 3p1
核外电子排布:2,8,3
晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数:
a = 404.95 pm
b = 404.95 pm
c = 404.95 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
颜色和状态:银白色金属
原子半径:1.82
常见化合价:+3
发现人:厄斯泰德、韦勒
发现时间和地点:1825 丹麦
元素来源:地壳中含量最丰富的金属,在7%以上
元素用途:可作飞机、车辆、船、舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高电压的电缆。做日用器皿的铝通常称“钢精”、“钢种“
工业制法:电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物
实验室制法:电解熔融的氯化铝
其他化合物:AlCl3-氯化铝 NaAlO2-偏铝酸钠 Al(OH)3-氢氧化铝
扩展介绍:带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音,以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称。
发现人:韦勒 发现年代:1827年
发现过程:
1827年,德国的韦勒把钾和无水氯化铝共热,制得铝。
元素描述:
银白色有光泽金属,密度2.702克/厘米3,熔点660.37℃,沸点2467℃。化合价+3。具有良好的导热性、导电性,和延展性,电离能5.986电子伏特,虽是叫活泼的金属,但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜,使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应,放出大量热,用此种高反应热,铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。例如:8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡,在高温下铝也同非金属发生反应,亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物,浓硫酸、任何浓度的醋酸,以及一切有机酸类均无作用。
元素来源:
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭市、铝土矿、明矾时,等等。有铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解制得。
元素用途:
铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。其合金质轻而坚韧,是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。
元素名称:铝
元素符号:Al
元素类型:金属
元素原子量:26.98
原子体积(立方厘米/摩尔):10.0
原子序数:13
元素中文名称:铝
元素在太阳中的含量(ppm) :60
元素在海水中的含量太平洋表面(ppm):0.00013
元素英文名称:Aluminum
相对原子质量:26.98
地壳中含量(ppm):82000
核内质子数:13
核外电子数:13
核电核数:13
氧化态:Main Al+3
Other Al0, Al+2
质子质量:2.1749E-26
质子相对质量:13.091
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氢化物:AlH3
氧化物:Al2O3
最高价氧化物化学式:Al2O3
密度:2.702
熔点:660.37
沸点:2467.0
燃点:550摄氏度
热导率W/(m·K):237
化学键能: (kJ /mol)
Al-H 285
Al-C 225
Al-O 585
Al-F 665
Al-Cl 498
Al-Al 200
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电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 577.4
M+ - M2+ 1816.6
M2+ - M3+ 2744.6
M3+ - M4+ 11575
M4+ - M5+ 14839
M5+ - M6+ 18376
M6+ - M7+ 23293
M7+ - M8+ 27457
M8+ - M9+ 31857
M9+ - M10+ 38459
莫氏硬度:2.75
外围电子排布:3s2 3p1
核外电子排布:2,8,3
晶体结构:晶胞为体心立方晶
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