Aluminium - pierwiastek chemiczny Grupa III Układ okresowy pierwiastków Mendelejew. Ze względu na wysoką aktywność chemiczną aluminium występuje w przyrodzie tylko w związana forma. Pod względem zawartości w skorupie ziemskiej zajmuje on (w postaci swoich związków) pierwsze miejsce wśród metali - 8,13% i trzecie miejsce po tlenie i krzemie. Zdaniem akademika AE Fersmana istnieje ponad 250 minerałów glinu, które skupiają się głównie w pobliżu powierzchni ziemi, a ponad 40% z nich to glinokrzemiany.
Prawie jedyną metodą wytwarzania aluminium metalicznego jest elektroliza stopionego kriolitu i tlenku glinu. Główny surowiec do tego procesu – tlenek glinu (A1 2 O 3) otrzymywany jest różnymi metodami hydrochemicznymi w drodze przeróbki minerałów zawierających związki glinu.

Budowa atomu i sieć krystaliczna

W układzie okresowym D.I. Liczba atomowa aluminium Mendelejewa wynosi 13, jego masa atomowa wynosi 26,9815 (dla węgla 12 C) i 26,98974 (dla tlenu 16 O).

Głównym izotopem jest 27 A1, który jest stabilny i składa się z 14 neutronów i 13 protonów. Oprócz jednego izotopu 26 A1, którego okres półtrwania wynosi 10,6 lat, istnieje sześć kolejnych izotopów o liczbach masowych 23, 24, 25, 26, 28 i 29 oraz o krótkich okresach półtrwania (od 0,13 do 396 s) stwierdzono, a także znikomo niską częstość występowania w przyrodzie (od 2×10 -5 do 1,5×10 -4%).

Aluminium jest trójwartościowe, a jego 13 elektronów jest rozmieszczonych w powłokach elektronowych l S 2 , 2s 2 , 2р 6, 3S 2 , 3r 1. Na zewnętrznej warstwie elektronicznej M istnieją trzy elektrony walencyjne: dwa w Z S-orbita o potencjałach jonizacyjnych 1800 i 2300 kJ/mol oraz jedna przy 3 P-orbita o potencjale 574,5 kJ/mol, dlatego w związkach chemicznych glin jest zwykle trójwartościowy (A1 3+). Ponieważ elektron jest P-orbita z jądrem atomu jest połączona słabiej niż dwa sparowane elektrony na orbicie s, wówczas w pewnych warunkach, tracąc p-elektron, atom glinu staje się jonem jednowartościowym (A1 +), tworząc związki o niższej wartościowości ( podpołączenia), a jeszcze rzadziej - A1 2+.

Komórka kryształowa aluminium jest sześcianem o powierzchni centrowanej, który jest stabilny w temperaturach od 4°K do temperatury topnienia. W aluminium nie zachodzą przemiany alotropowe, tj. jego struktura jest trwała. Komórka elementarna składa się z czterech atomów o wymiarach 4,049596×10 -10 m; w temperaturze 25 ° C średnica atomowa ( najkrótsza odległość pomiędzy atomami w sieci) wynosi 2,86×10 -10 m, a objętość atomowa 9,999×10 -6 m 3 /g-atom. Zanieczyszczenia w aluminium mają niewielki wpływ na parametry sieci.

Aluminium ma dużą aktywność chemiczną; energia tworzenia jego związków z tlenem, siarką i węglem jest bardzo wysoka. W szeregu napięciowym należy do pierwiastków najbardziej elektroujemnych, a jego normalny potencjał elektrody wynosi -1,67 V. normalne warunki oddziałując z tlenem atmosferycznym, aluminium pokrywa się cienką (2-10 -5 cm), ale trwałą warstwą tlenku glinu A1 2 0 3, która zabezpiecza przed dalszym utlenianiem, co decyduje o jego dużej odporności na korozję. Jednakże, jeśli jest obecny w aluminium lub środowisko Hg, Na, Mg, Ca, Si, Cu i niektóre inne pierwiastki znacznie zmniejszają wytrzymałość warstwy tlenkowej i jej właściwości ochronne.

Roztopione aluminium aktywnie reaguje z tlenkiem i dwutlenkiem węgla oraz parą wodną. Najbardziej interesująca jest rozpuszczalność wodoru w aluminium, ponieważ obecność wodoru w metalu ma negatywny wpływ właściwości mechaniczne aluminium i jego stopy. Wodór zawarty w aluminium w ilościach przekraczających jego rozpuszczalność w stanie stałym uważany jest za szkodliwe zanieczyszczenie.

Aluminium ma właściwości amfoteryczne, tj. reagując z kwasami tworzy odpowiednie sole, a podczas interakcji z zasadami tworzy gliniany. Cecha ta znacznie rozszerza możliwości wydobycia aluminium z rud o różnym składzie. Aluminium rozpuszcza się w kwasie siarkowym i kwasy solne

, a także w zasadach, ale stężone kwasy azotowe i organiczne nie działają na aluminium.

Podsumowanie lekcji na dany temat

"Aluminium"

Cele: n Podaj wyobrażenie o budowie atomu glinu na podstawie jego pozycji w PSCE, właściwościach fizycznych i chemicznych prosta substancja

aluminium i jego występowanie w przyrodzie

n Podsumować wiedzę uczniów na temat wykorzystania aluminium, jego związków i stopów w gospodarce narodowej

n Omów znaczenie aluminium w organizmie człowieka

7) Zastosowanie aluminium i jego związków (uogólnienie wiedzy, notatki kontrolne) Gra:

wybierz przedmioty wykonane z aluminium i wyjaśnij, jakie właściwości wykorzystał człowiek przy ich wytwarzaniu materiał konstrukcyjny (lekkość, plastyczność przy tłoczeniu, odporność na korozję); produkcja przybory kuchenne

, folia aluminiowa (nietoksyczna, o wysokiej przewodności cieplnej); · produkcja drutów (lekkość, przewodność elektryczna). Przewodność elektryczna aluminium jest tylko 1,7 razy mniejsza niż miedzi, podczas gdy aluminium jest około 2 razy tańsze. To prawda, aluminium jako materiał elektryczny ma nieprzyjemna właściwość

- ze względu na mocny film tlenkowy trudno się lutuje; produkcja luster (wysoki współczynnik odbicia w połączeniu z niskim kosztem i łatwością natryskiwania); biżuteria (kiedy aluminium było bardzo drogie, wytwarzano z niego różnorodną biżuterię. Moda na nie natychmiast minęła, gdy pojawiły się nowe technologie jego produkcji, co wielokrotnie obniżyło koszty. Obecnie aluminium jest czasami wykorzystywane do produkcji biżuterii kostiumowej); aluminium jest zarejestrowane jako E173 (grupa barwników); wysoce wydajne paliwo rakietowe; srebrna farba (połysk w proszku); przywraca metale z ich tlenków (aluminotermia); Chlorek glinu AlCl3 stosowany jest jako katalizator (?) w produkcji wielu substancji organicznych

8) Aluminium w organizmie człowieka

Organizm ludzki otrzymuje dziennie od 5 do 50 mg aluminium

Podczas obróbki na gorąco produktów spożywczych w wyniku użycia aluminiowych naczyń kuchennych dochodzi do skażenia żywności tym metalem

Aluminium przedostaje się do organizmu także z pożywieniem, wodą pitną, przez płuca, leki, dezodoranty

Odkłada się w kościach, wątrobie, płucach i istocie szarej mózgu

Wraz z wiekiem zwiększa się zawartość glinu w płucach i mózgu

Uwaga! Niebezpieczeństwo! W wysokich stężeniach aluminium ma negatywny wpływ na system nerwowy i może powodować drgawki, pogorszenie lub utratę pamięci, przyczynia się do rozwoju starczej miażdżycy, u dzieci następuje spowolnienie rozwoju, wpływa to na żołądek i jelita. W tym przypadku pomocna będzie pokrzywa, skrzyp polny i preparaty zawierające kwas bursztynowy.

Ulotka dla rodziców:„Aluminium jest trwałe część integralna komórki. W małe ilości Jest niezbędny dla ludzi, ale w nadmiarze metal ten może stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia. Aluminium przedostaje się do organizmu z żywnością, wodą, dezodorantami i aluminiowymi naczyniami kuchennymi. Dlatego w takich pojemnikach przechowuj i gotuj dania mleczne, kapuśniak, kompoty, solone ryby, marynowane warzywa i grzyby. kapusta kiszona Jest to niemożliwe, gdyż w środowisku kwaśnym aluminium stopniowo się rozpuszcza i częściowo przechodzi do produktów.”

4. Utrwalenie zdobytej wiedzy

1) Test z wzajemną weryfikacją „Które stwierdzenia są prawdziwe?”

1. Aluminium występuje w przyrodzie wyłącznie w postaci związków (+)

2. Silumin - stop aluminium z siarką (-)

3. Atomy glinu wykazują właściwości redukujące (+)

4. Aluminium jest słabym przewodnikiem prądu elektrycznego (-)

5. Aluminium może reagować zarówno z kwasami, jak i zasadami (+)

6. Aluminium w nadmiarze może stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia (+)

7. Globalna produkcja aluminium stale maleje (-)

2) Zgadnij zagadkę:

5. Praca domowa

Wymagany:§ 13 s. 68-74, ? 1, 4 s. 75, uzupełnij notatki z lekcji

Dodatkowy: 1) Zapisz równania reakcji chemicznych aluminium z bromem, siarką i węglem. Rozważ je z punktu widzenia OVR. 2)? 5 s. 75

Twórczy: w 1959 roku napisał wiersz „Jesień”, w którym jako obraz artystyczny wykorzystał aluminium: ...A za oknem w młodym mrozie leżą pola aluminium... Wyjaśnij, jakie właściwości aluminium miał na myśli poeta. Twórz piękne wyrażenia figuratywne, wykorzystując właściwości aluminium, które można wykorzystać w pisaniu esejów.

6. Koniec lekcji

7. Refleksja

Źródła informacji:

1. Gabrielian, . Klasa 9: edukacyjna. Do edukacji ogólnej instytucje / . – M.: Drop, 2008. – 270 s.

2. Akopyan, V. Nie wszystko, co się świeci, jest dobre (artykuł) / V. Akopyan // Biuletyn zdrowego stylu życia. – 2004. – nr 1.

3. http://ru. wikipedia. org/wiki/ - aluminium, naturalne związki i stopy aluminium oraz ich zastosowania

4. http://**/naz_factory. aspx - Nadwoitska huta aluminium

„Aluminium metaliczne” - sole glinu (gliniany). Właściwości fizyczne. Interakcja z wodą. Podczas interakcji z rozcieńczonymi kwasami glin tworzy sole. Po raz pierwszy został uzyskany przez duńskiego fizyka Oersteda w 1925 roku. Oddziaływanie z niemetalami. Interakcja z alkaliami. Interakcja z tlenem. Reaguje z halogenami w normalnych warunkach.

„Aluminium metaliczne” – Właściwości fizyczne. Odpowiedz na pytanie: „Dlaczego aluminium nazywane jest metalem przyszłości?” Właściwości chemiczne. Kubek aluminiowy stał się droższy od złotego. Po raz pierwszy wyprodukował aluminium na skalę przemysłową (1855). Glin. Aluminium to metal przyszłości. Zbadaj właściwości metali grupy 3 A na przykładzie aluminium. „Srebro z gliny”.

„Atom i jego struktura” - Przykład: Atom polonu ma liczbę masową 210. Skład jądra atomowego.”, rozwijanie praktycznych umiejętności rozwiązywania problemów. Edukacyjne: powtarzanie, uogólnianie i systematyzowanie wiedzy teoretycznej na tematy: „ Struktura atomów. Powinno z tego wynikać, że atomy nie są bytami trwałymi.

„Struktura powłoki elektronowej” - - Poziom energii składa się z orbitali. 3. Masa atomu składa się z liczby protonów i neutronów. Fosfor. D – orbitalny. Struktura powłoki elektronowej. Grupa. Powtórzenie. Sprawdzenie wiedzy. Numer grupy pokrywa się z liczbą elektronów w ostatniej poziom energii. Wróć do tematu lekcji. 3d0.

Właściwości fizyczne :

Są pospolite Właściwości chemiczne

Występowanie w przyrodzie

Aplikacja

Utrwalanie i sprawdzanie wiedzy Pytania testowe

Wymień metale alkaliczne. Dlaczego tak się nazywają?

Jakie są cechy strukturalne atomów metali alkalicznych?

Jaki jest stopień utlenienia metalu alkalicznego w związku? Dlaczego?

Czym są właściwości fizyczne metale alkaliczne?

Który metal alkaliczny jest najbardziej aktywny i dlaczego?

Jakie reakcje są charakterystyczne dla metali alkalicznych?

Jakie tlenki i nadtlenki powstają w wyniku utleniania metali alkalicznych?

Jak atomy i jony metali alkalicznych zabarwiają płomień?

Który wiązania chemiczne czy tworzą metale alkaliczne z niemetalami?

Jak można otrzymać metale alkaliczne?

Gdzie stosuje się metale alkaliczne?

Jakie pierwiastki tworzą metale ziem alkalicznych?

W której układ okresowy czy te elementy się znajdują?

Jakie są cechy strukturalne atomów tych metali?

Jaki stopień utlenienia jest charakterystyczny dla pierwiastków alkalicznych w związkach?

Jakie są właściwości fizyczne wapnia i magnezu?

Jak należy przechowywać te metale?

Jak można otrzymać te metale?

Wymień reakcje charakterystyczne dla tych metali.

Jaka jest budowa atomu glinu?

Jaki jest stopień utlenienia aluminium w związkach? Dlaczego?

Wymień najważniejsze naturalne związki glinu.

Jakie są właściwości fizyczne aluminium?

Jak aluminium zachowuje się w reakcjach chemicznych? Dlaczego?

Z jakimi kwasami aluminium nie reaguje?

Jak aluminium oddziałuje z alkaliami?

Jakie metale aluminium może redukować z soli lub tlenków?

Jakie reakcje potwierdzają amfoteryczny charakter tlenku i wodorotlenku glinu?

Co dzieje się z wodorotlenkiem glinu po podgrzaniu?