簡介:鋁元素輔助資料
詳細信息: 但由于鋁的活潑性強,不易被還原,因而它被發(fā)現(xiàn)的較晚。
1800年意大利物理學(xué)家伏特創(chuàng)建電池后,1808~1810年間英國化學(xué)家戴維和瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯都曾試圖利用電流從鋁釩土中分離出鋁,但都沒有成功。貝齊里烏斯卻給這個未能取得的金屬起了一個名字alumien。這是從拉丁文alumen來。該名詞在中世紀的歐洲是對具有收斂性礬的總稱,是指染棉織品時的媒染劑。鋁后來的拉丁名稱aluminium和元素符號Al正是由此而來。
1825年丹麥化學(xué)家奧斯德發(fā)表實驗制取鋁的經(jīng)過。1827年,德國化學(xué)家武勒重復(fù)了奧斯德的實驗,并不斷改進制取鋁的方法。1854年,德國化學(xué)家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁,制得成錠的金屬鋁。
元素符號: Al 英文名: Aluminum 中文名: 鋁
相對原子質(zhì)量: 26.9815 常見化合價: +3 電負性: 1.61
外圍電子排布: 3s2 3p1 核外電子排布: 2,8,3
同位素及放射線: Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]
電子親合和能: 48 KJ·mol-1
第一電離能: 577.6 KJ·mol-1 第二電離能: 1817 KJ·mol-1 第三電離能: 2745 KJ·mol-1
單質(zhì)密度: 2.702 g/cm3 單質(zhì)熔點: 660.37 ℃ 單質(zhì)沸點: 2467 ℃
原子半徑: 1.82 埃 離子半徑: 0.51(+3) 埃 共價半徑: 1.18 埃
常見化合物: Al?O? AlCl? Al?S? NaAlO? Al?(SO?)? Al(OH)?
原子量26.981539。1825年丹麥科學(xué)家奧斯特用無水三氯化鋁與鉀汞齊作用,并蒸掉汞后得到鋁;1854年德維爾用金屬鈉還原氯化鈉和氯化鋁的熔鹽,制得金屬鋁,并在1855年的巴黎博覽會上展示;1886年霍爾和埃魯分別發(fā)明了電解氧化鋁和冰晶石的熔鹽制鋁法,使鋁成為可供實用的金屬。鋁在地殼中的含量為8%,僅次于氧和硅。它廣泛分布于巖石、泥土和動、植物體內(nèi)。
鋁是銀白色的輕金屬,熔點660.37°C,沸點2467°C,密度2.702克/厘米³。鋁為面心立方結(jié)構(gòu),有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性;純鋁較軟。
鋁是活潑金屬,在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚約50埃的致密氧化膜,使鋁不會進一步氧化并能耐水;但鋁的粉末與空氣混合則極易燃燒;熔融的鋁能與水猛烈反應(yīng);高溫下能將許多金屬氧化物還原為相應(yīng)的金屬;鋁是兩性的,即易溶于強堿,也能溶于稀酸。
鋁對人體健康有害嗎?
世界上有數(shù)百萬計的老人患老年性癡呆癥。許多科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),老年性癡呆癥與鋁有密切關(guān)系。同時還發(fā)現(xiàn),鋁對人體的腦、心、肝、腎的功能和免疫功能都有損害。因此,世界衛(wèi)生組織于1989年正式將鋁確定為食品污染物而加以控制。提出成年人每天允許鋁攝入量為60 mg。
從我國的目前情況來看,如果不加以注意,鋁的攝入量會超過這個指標。除了從氫氧化鋁、胃舒平、安妥明鋁鹽、煙酸鋁鹽、阿斯匹林等藥物中攝人鋁以外,每人每天要從食物中攝入8 mg~12 mg的鋁。由于使用鋁制的炊具、餐具,使鋁溶在食物中而被攝入約4 mg。大量的鋁還來自含鋁的食品添加劑。含鋁的食品添加劑經(jīng)常用于炸油條、油餅等油炸食品。含鋁的食品添加劑的發(fā)酵粉還常用于蒸饅頭、花卷、糕點等。據(jù)有關(guān)部門抽查的結(jié)果看,每千克油餅中含鋁量超過1000 mg。如果吃50 g這樣的油餅,就超過了每人每天允許的鋁攝入量。因此,要盡量少吃油炸食品,盡量少用含鋁的膨松劑,盡量避免使用鋁制的炊具及餐具。
誕生與發(fā)展
1854年,法國化學(xué)家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通入氯氣后加熱得到NaCl,AlCl?復(fù)鹽,再將此復(fù)鹽與過量的鈉熔融,得到了金屬鋁。這時的鋁十分珍貴,據(jù)說在一次宴會上,法國皇帝拿破侖獨自用鋁制的刀叉,而其他人都用銀制的餐具。泰國當時的國王曾用過鋁制的表鏈;1855年巴黎國際博覽會上,展出了一小塊鋁,標簽上寫到:“來自粘土的白銀”,并將它放在最珍貴的珠寶旁邊。1889年,俄國沙皇賜給門捷列夫鋁制獎杯,以表彰其編制化學(xué)元素周期表的貢獻。1886年,美國的豪爾和法國的海朗特,分別獨立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石的混合物制得了金屬鋁,奠定了今天大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ)。
近一個世紀的歷史進程中,鋁的產(chǎn)量急劇上升,到了20世紀60年代,鋁在全世界有色金屬產(chǎn)量上超過了銅而位居首位,這時的鋁已不單屬于皇家貴族所有,它的用途涉及到許多領(lǐng)域,大至國防、航天、電力、通訊等,小到鍋碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常廣泛, 不同的含鋁化合物在醫(yī)藥、有機合成、石油精煉等方面發(fā)揮著重要的作用。
性質(zhì)用途
物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。因為鋁有多種優(yōu)良性能,所以鋁有著極為廣泛的用途。
(1)鋁的密度很小,僅為2.7 g/cm,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其鋁合金。例如,一架超音速飛機約由70%的鋁及其鋁合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。
(2)鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅,雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。
(3)鋁是熱的良導(dǎo)體,它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
(4)鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),在100 ℃~150 ℃時可制成薄于0.01 mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。
(5)鋁的表面因有致密的氧化物保護膜,不易受到腐蝕,常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。
(6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色),常用來做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護鐵制品不被腐蝕,而且美觀。
(7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。
(8)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。
(9)鋁板對光的反射性能也很好,反射紫外線比銀強,鋁越純,其反射能力越好,因此常用來制造高質(zhì)量的反射鏡,如太陽灶反射鏡等。
(10)鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。
(11)耐低溫,鋁在溫度低時,它的強度反而增加而無脆性,因此它是理想的用于低溫裝置材料,如冷藏庫、冷凍庫、南極雪上車輛、氧化氫的生產(chǎn)裝置。
(12)是兩性氧化物