ალუმინი გარდამავალი ლითონია. რეგიონალური კომპანია

ვიდეო გაკვეთილი 1: არაორგანული ქიმია. ლითონები: ტუტე, ტუტე მიწა, ალუმინი

ვიდეო გაკვეთილი 2: გარდამავალი ლითონები

ლექცია: დამახასიათებელი ქიმიური თვისებები და მარტივი ნივთიერების – ლითონების წარმოება: ტუტე, ტუტე მიწა, ალუმინი; გარდამავალი ელემენტები (სპილენძი, თუთია, ქრომი, რკინა)

ლითონების ქიმიური თვისებები

ქიმიურ რეაქციებში ყველა ლითონი ვლინდება როგორც შემცირების აგენტები. ისინი ადვილად ნაწილდებიან ვალენტურ ელექტრონებთან და ამავე დროს იჟანგება. შეგახსენებთ, რომ რაც უფრო მარცხნივ მდებარეობს ლითონი დაძაბულობის ელექტროქიმიურ სერიაში, მით უფრო ძლიერია ის შემცირების აგენტი. მაშასადამე, ყველაზე ძლიერი ლითიუმია, ყველაზე სუსტი ოქრო და პირიქით, ოქრო ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია, ხოლო ლითიუმი ყველაზე სუსტია.

Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Cr→Zn→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→H→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→ Pt→ Au

ყველა ლითონი ანაცვლებს სხვა ლითონებს მარილის ხსნარიდან, ე.ი. აღადგინე ისინი. ყველა გარდა ტუტე და ტუტე დედამიწისა, რადგან ისინი ურთიერთქმედებენ წყალთან. H-მდე მდებარე ლითონები ანაცვლებენ მას განზავებული მჟავების ხსნარებიდან და ისინი თავად იხსნება მათში.

განვიხილოთ ლითონების ზოგიერთი ზოგადი ქიმიური თვისება:

მეტალების ურთიერთქმედება ჟანგბადთან ქმნის ძირითად (CaO, Na 2 O, 2Li 2 O და სხვ.) ან ამფოტერულ (ZnO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3 და სხვ.) ოქსიდებს.
ლითონების ურთიერთქმედება ჰალოგენებთან (VII ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფი) წარმოქმნის ჰიდროჰალიურ მჟავებს (HF - წყალბადის ფტორი, HCl - წყალბადის ქლორიდი და სხვ.).
ლითონების ურთიერთქმედება არალითონებთან წარმოქმნის მარილებს (ქლორიდები, სულფიდები, ნიტრიდები და სხვ.).
ლითონების ურთიერთქმედება მეტალებთან წარმოქმნის მეტალთაშორის ნაერთებს (MgB 2, NaSn, Fe 3 Ni და სხვ.).
აქტიური ლითონების ურთიერთქმედება წყალბადთან აყალიბებს ჰიდრიდებს (NaH, CaH 2, KH და სხვ.).
ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების წყალთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ტუტეები (NaOH, Ca (OH) 2, Cu (OH) 2 და სხვ.).
ლითონების (მხოლოდ ისინი, რომლებიც დგანან ელექტროქიმიურ სერიაში H-მდე) ურთიერთქმედება მჟავებთან წარმოქმნის მარილებს (სულფატები, ნიტრიტები, ფოსფატები და ა.შ.). გასათვალისწინებელია, რომ ლითონები საკმაოდ უხალისოდ რეაგირებენ მჟავებთან, მაშინ როცა ისინი თითქმის ყოველთვის ურთიერთქმედებენ ფუძეებთან და მარილებთან. იმისთვის, რომ ლითონის რეაქცია მჟავასთან მოხდეს, ლითონი უნდა იყოს აქტიური და მჟავა ძლიერი.

ტუტე ლითონების ქიმიური თვისებები

ტუტე ლითონების ჯგუფში შედის შემდეგი ქიმიური ელემენტები: ლითიუმი (Li), ნატრიუმი (Na), კალიუმი (K), რუბიდიუმი (Rb), ცეზიუმი (Cs), ფრანციუმი (Fr). პერიოდული ცხრილის I ჯგუფში ზემოდან ქვევით გადაადგილებისას მათი ატომური რადიუსი იზრდება, რაც ნიშნავს, რომ იზრდება მათი მეტალური და აღმდგენი თვისებები.

განვიხილოთ ტუტე ლითონების ქიმიური თვისებები:

მათ არ აქვთ ამფოტერიულობის ნიშნები, რადგან აქვთ ელექტროდის პოტენციალის უარყოფითი მნიშვნელობები.
ყველაზე ძლიერი შემცირების აგენტები ყველა ლითონს შორის.
ნაერთებში ისინი აჩვენებენ მხოლოდ +1 დაჟანგვის მდგომარეობას.
ერთი ვალენტური ელექტრონის მიცემით, ამ ქიმიური ელემენტების ატომები გარდაიქმნება კატიონებად.
ისინი ქმნიან უამრავ იონურ ნაერთს.
თითქმის ყველა წყალში ხსნადია.

ტუტე ლითონების ურთიერთქმედება სხვა ელემენტებთან:

1. ჟანგბადთან ერთად წარმოქმნის ცალკეულ ნაერთებს, ამიტომ ოქსიდი ქმნის მხოლოდ ლითიუმს (Li 2 O), ნატრიუმი ქმნის პეროქსიდს (Na 2 O 2), ხოლო კალიუმი, რუბიდიუმი და ცეზიუმი ქმნიან სუპეროქსიდებს (KO 2, RbO 2, CsO 2).

2. წყლით, წარმოქმნის ტუტეებს და წყალბადს. გახსოვდეთ, ეს რეაქციები ფეთქებადია. აფეთქების გარეშე, მხოლოდ ლითიუმი რეაგირებს წყალთან:

2Li + 2H 2 O → 2LiO H + H 2.

3. ჰალოგენებით, წარმოქმნის ჰალოგენებს (NaCl - ნატრიუმის ქლორიდი, NaBr - ნატრიუმის ბრომიდი, NaI - ნატრიუმის იოდიდი და სხვ.).

4. გაცხელებისას წყალბადით წარმოიქმნება ჰიდრიდები (LiH, NaH და ა.შ.)

5. გოგირდთან ერთად გაცხელებისას წარმოქმნის სულფიდებს (Na 2 S, K 2 S და ა.შ.). ისინი უფერო და წყალში ძალიან ხსნადია.

6. გაცხელებისას ფოსფორით, წარმოქმნიან ფოსფიდებს (Na 3 P, Li 3 P და ა.შ.), ისინი ძალიან მგრძნობიარეა ტენისა და ჰაერის მიმართ.

7. ნახშირბადთან ერთად გაცხელებისას კარბიდები წარმოქმნიან მხოლოდ ლითიუმს და ნატრიუმს (Li 2 CO 3, Na 2 CO 3), ხოლო კალიუმი, რუბიდიუმი და ცეზიუმი არ ქმნიან კარბიდებს, ისინი ქმნიან ორობით ნაერთებს გრაფიტთან (C 8 Rb, C 8 Cs, და ა.შ.).

8. ნორმალურ პირობებში, მხოლოდ ლითიუმი რეაგირებს აზოტთან, წარმოქმნის Li 3 N ნიტრიდს, სხვა ტუტე ლითონებთან, რეაქცია შესაძლებელია მხოლოდ გაცხელებისას.

9. ისინი ფეთქებად რეაგირებენ მჟავებთან, ამიტომ ასეთი რეაქციების ჩატარება ძალიან საშიშია. ეს რეაქციები ორაზროვანია, რადგან ტუტე მეტალი აქტიურად რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის ტუტეს, რომელიც შემდეგ ანეიტრალებს მჟავას. ეს ქმნის კონკურენციას ტუტესა და მჟავას შორის.

10. ამიაკით, ამიდების ფორმირება - ჰიდროქსიდების ანალოგები, მაგრამ უფრო ძლიერი ფუძეები (NaNH 2 - ნატრიუმის ამიდი, KNH 2 - კალიუმის ამიდი და ა.შ.).

11. ალკოჰოლებთან ერთად, ალკოჰოლატების ფორმირება.

ფრანციუმი არის რადიოაქტიური ტუტე მეტალი, ერთ-ერთი უიშვიათესი და ყველაზე ნაკლებად სტაბილური ყველა რადიოაქტიურ ელემენტს შორის. მისი ქიმიური თვისებები კარგად არ არის გასაგები.

ტუტე ლითონების მიღება:

ტუტე ლითონების მისაღებად ისინი ძირითადად იყენებენ მათი ჰალოიდების დნობის ელექტროლიზს, ყველაზე ხშირად ქლორიდებს, რომლებიც ქმნიან ბუნებრივ მინერალებს:

NaCl → 2Na + Cl 2 .

ტუტე ლითონების მიღების სხვა გზებიც არსებობს:
ნატრიუმის მიღება ასევე შესაძლებელია დახურულ ჭურჭელში ნახშირით სოდის კალცინით:

Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO.

ლითიუმის წარმოქმნის ცნობილი მეთოდი მისი ოქსიდიდან ვაკუუმში 300°C-ზე:

2Li 2 O + Si + 2CaO → 4Li + Ca 2 SiO 4 .

კალიუმი მიიღება ნატრიუმის ორთქლის გავლით კალიუმის ქლორიდის დნობის მეშვეობით 800 ° C ტემპერატურაზე, კალიუმის ორთქლის კონდენსაციის გამოყოფით:

KCl + Na → K + NaCl.

დედამიწის ტუტე ლითონების ქიმიური თვისებები

მიწის ტუტე ლითონებს მიეკუთვნება II ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტები: კალციუმი (Ca), სტრონციუმი (Sr), ბარიუმი (Ba), რადიუმი (Ra). ამ ელემენტების ქიმიური აქტივობა იზრდება ისევე, როგორც ტუტე ლითონების, ე.ი. იზრდება ქვეჯგუფში.

დედამიწის ტუტე ლითონების ქიმიური თვისებები:

ამ ელემენტების ატომების ვალენტური გარსების სტრუქტურა ns 2 .

ორი ვალენტური ელექტრონის მიცემით, ამ ქიმიური ელემენტების ატომები გარდაიქმნება კატიონებად.
ნაერთები აჩვენებენ ჟანგვის მდგომარეობას +2.
ატომის ბირთვების მუხტები ერთით მეტია, ვიდრე იმავე პერიოდის ტუტე ელემენტების მუხტები, რაც იწვევს ატომების რადიუსის შემცირებას და იონიზაციის პოტენციალის ზრდას.

დედამიწის ტუტე ლითონების ურთიერთქმედება სხვა ელემენტებთან:

1. ჟანგბადთან ერთად, ყველა ტუტე დედამიწის ლითონი, ბარიუმის გარდა, ქმნის ოქსიდებს, ბარიუმი ქმნის პეროქსიდს BaO 2. ამ ლითონებიდან, ბერილიუმი და მაგნიუმი, დაფარული თხელი დამცავი ოქსიდის ფირით, ურთიერთქმედებენ ჟანგბადთან მხოლოდ ძალიან მაღალი t. დედამიწის ტუტე ლითონების ძირითადი ოქსიდები რეაგირებენ წყალთან, გარდა ბერილიუმის ოქსიდის BeO-ისა, რომელსაც აქვს ამფოტერული თვისებები. კალციუმის ოქსიდისა და წყლის რეაქციას კირის ჩაქრობის რეაქცია ეწოდება. თუ რეაგენტი არის CaO, წარმოიქმნება ცაცხვი, თუ Ca(OH) 2, ჩამქრალი. ასევე, ძირითადი ოქსიდები რეაგირებენ მჟავე ოქსიდებთან და მჟავებთან. Მაგალითად:

3CaO + P 2 O 5 → Ca 3 (PO 4) 2 .

2. წყალთან ერთად დედამიწის ტუტე ლითონები და მათი ოქსიდები ქმნიან ჰიდროქსიდებს - თეთრ კრისტალურ ნივთიერებებს, რომლებიც წყალში ნაკლებად ხსნადია ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდებთან შედარებით. დედამიწის ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდები ტუტეა, გარდა ამფოტერული Be(OH). ) 2 და სუსტი ბაზა Mg(OH)2. ვინაიდან ბერილიუმი არ რეაგირებს წყალთან, Be (ოჰ ) 2 შეიძლება მიღებულ იქნას სხვა გზით, მაგალითად, ნიტრიდის ჰიდროლიზით:

იყავი 3 N 2+ 6H 2 O → 3 იყავი (OH)2+ 2N N 3.

3. ნორმალურ პირობებში ყველაფერი რეაგირებს ჰალოგენებთან, ბერილიუმის გარდა. ეს უკანასკნელი რეაგირებს მხოლოდ მაღალ ტ-ზე. წარმოიქმნება ჰალოიდები (MgI 2 - მაგნიუმის იოდიდი, CaI 2 - კალციუმის იოდიდი, CaBr 2 - კალციუმის ბრომიდი და სხვ.).

4. ყველა ტუტე დედამიწის ლითონი, გარდა ბერილიუმის, რეაგირებს წყალბადთან გაცხელებისას. წარმოიქმნება ჰიდრიდები (BaH 2, CaH 2 და სხვ.). მაგნიუმის წყალბადთან რეაქციისთვის, მაღალი t-ის გარდა, საჭიროა წყალბადის წნევის მომატებაც.

5. გოგირდი წარმოქმნის სულფიდებს. Მაგალითად:

Ca + S → CaS.

სულფიდები გამოიყენება გოგირდმჟავას და შესაბამისი ლითონების მისაღებად.

6. ისინი აზოტთან ერთად ქმნიან ნიტრიდებს. Მაგალითად:

3იყავი + N 2 → იყავი 3 N 2.

7. მჟავებით, შესაბამისი მჟავისა და წყალბადის მარილების წარმოქმნა. Მაგალითად:

Be + H 2 SO 4 (რაზბ.) → BeSO 4 + H 2.

ეს რეაქციები მიმდინარეობს ისევე, როგორც ტუტე ლითონების შემთხვევაში.

დედამიწის ტუტე ლითონების მიღება:

ბერილიუმი მიიღება ფტორის შემცირებით:

BeF 2 + Mg –t o → Be + MgF 2

ბარიუმი მიიღება ოქსიდის შემცირებით:

3BaO + 2Al –t o → 3Ba + Al 2 O 3

დარჩენილი ლითონები მიიღება ქლორიდის დნობის ელექტროლიზით:

CaCl 2 → Ca + Cl 2

ალუმინის ქიმიური თვისებები

ალუმინი არის აქტიური, მსუბუქი მეტალი, მე-13 ცხრილში. ბუნებაში, ყველაზე გავრცელებული ყველა ლითონისგან. ხოლო ქიმიურ ელემენტებს შორის განაწილების მხრივ მესამე პოზიციას იკავებს. მაღალი სითბო და ელექტროგამტარი. მდგრადია კოროზიის მიმართ, რადგან იგი დაფარულია ოქსიდის ფილმით. დნობის წერტილი არის 660 0 С.

განვიხილოთ ალუმინის ქიმიური თვისებები და ურთიერთქმედება სხვა ელემენტებთან:

1. ყველა ნაერთში ალუმინი +3 ჟანგვის მდგომარეობაშია.

2. თითქმის ყველა რეაქციაში ავლენს შემცირების თვისებებს.

3. ამფოტერული ლითონი ავლენს როგორც მჟავე, ასევე ფუძე თვისებებს.

4. აღადგენს ბევრ ლითონს ოქსიდებისგან. ლითონების მიღების ამ მეთოდს ალუმინოთერმია ეწოდება. ქრომის მიღების მაგალითი:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr.

5. რეაგირებს ყველა განზავებულ მჟავასთან მარილების წარმოქმნით და წყალბადის გამოყოფით. Მაგალითად:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2;

2Al + 3H2SO4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

კონცენტრირებულ HNO 3 და H 2 SO 4 ალუმინი პასივირებულია. ამის წყალობით შესაძლებელია ამ მჟავების შენახვა და ტრანსპორტირება ალუმინისგან დამზადებულ კონტეინერებში.

6. ურთიერთქმედებს ტუტეებთან, რადგან ისინი ხსნიან ოქსიდის ფილას.

7. რეაგირებს ყველა არამეტალთან წყალბადის გარდა. ჟანგბადთან რეაქციის განსახორციელებლად საჭიროა წვრილად დაყოფილი ალუმინი. რეაქცია შესაძლებელია მხოლოდ მაღალი t:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3 .

მისი თერმული ეფექტის მიხედვით, ეს რეაქცია ეგზოთერმულია. გოგირდთან ურთიერთქმედება აყალიბებს ალუმინის სულფიდს Al 2 S 3, ფოსფორის ფოსფიდთან AlP, აზოტის ნიტრიდთან AlN, ნახშირბადის კარბიდთან Al 4 C 3.

8. ის ურთიერთქმედებს სხვა ლითონებთან, აყალიბებს ალუმინებს (FeAl 3 CuAl 2, CrAl 7 და ა.შ.).

ალუმინის მიღება:

მეტალის ალუმინი მიიღება ალუმინის Al 2 O 3 ხსნარის ელექტროლიზით გამდნარ კრიოლიტში Na 2 AlF 6 960–970°C ტემპერატურაზე.

2Al2O3 → 4Al + 3O 2 .

გარდამავალი ელემენტების ქიმიური თვისებები

გარდამავალი ელემენტები მოიცავს პერიოდული ცხრილის მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტებს. განვიხილოთ სპილენძის, თუთიის, ქრომის და რკინის ქიმიური თვისებები.

სპილენძის ქიმიური თვისებები

1. ელექტროქიმიურ სერიაში ის მდებარეობს H-ის მარჯვნივ, ამიტომ ეს ლითონი უმოქმედოა.

2. სუსტი რედუქტორი.

3. ნაერთებში ის ავლენს ჟანგვის მდგომარეობებს +1 და +2.

4. რეაგირებს ჟანგბადთან გაცხელებისას წარმოქმნის:

სპილენძის ოქსიდი (I) 2Cu + O 2 → 2CuO(t 400 0 C-ზე)
ან სპილენძის (II) ოქსიდი: 4Cu + O2 → 2Cu2O(t 200 0 C-ზე).

ოქსიდებს აქვთ ძირითადი თვისებები. ინერტულ ატმოსფეროში გაცხელებისას Cu 2 O არაპროპორციულია: Cu2O → CuO + Cu. სპილენძის (II) ოქსიდი CuO წარმოქმნის კუპრატებს ტუტეებთან რეაქციაში, მაგალითად: CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.

5. სპილენძის ჰიდროქსიდი Cu (OH) 2 ამფოტერულია, მასში ჭარბობს ძირითადი თვისებები. ის ადვილად იხსნება მჟავებში:

Cu (OH) 2 + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O,

და ტუტეების კონცენტრირებულ ხსნარებში რთულია:

Сu(OH) 2 + 2NaOH → Na 2.

6. სპილენძის ურთიერთქმედება გოგირდთან სხვადასხვა ტემპერატურის პირობებში ასევე ქმნის ორ სულფიდს. ვაკუუმში 300-400 0 C-მდე გაცხელებისას წარმოიქმნება სპილენძის (I) სულფიდი:

2 Cu+S → Cu2S.

ოთახის ტემპერატურაზე, წყალბადის სულფიდში გოგირდის გახსნით, სპილენძის (II) სულფიდი შეიძლება მივიღოთ:

Cu+S → CuS.

7. ჰალოგენებიდან ის ურთიერთქმედებს ფტორთან, ქლორთან და ბრომთან, წარმოქმნის ჰალოგენებს (CuF 2, CuCl 2, CuBr 2), იოდს, წარმოქმნის სპილენძის (I) იოდიდს CuI; არ ურთიერთქმედებს წყალბადთან, აზოტთან, ნახშირბადთან, სილიციუმთან.

8. ის არ რეაგირებს მჟავებთან - არაჟანგვის აგენტებთან, რადგან ისინი ჟანგავს მხოლოდ წყალბადის ელექტროქიმიურ სერიაში მდებარე ლითონებს. ეს ქიმიური ელემენტი რეაგირებს ჟანგვის მჟავებთან: განზავებულ და კონცენტრირებულ აზოტთან და კონცენტრირებულ გოგირდთან:

3Cu + 8HNO 3 (განსხვავებები) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;

Cu + 4HNO 3 (კონკ) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

Cu + 2H 2 SO 4 (კონს.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

9. მარილებთან ურთიერთქმედებისას სპილენძი აშორებს მათ შემადგენლობიდან ელექტროქიმიურ სერიაში მისგან მარჯვნივ მდებარე ლითონებს. Მაგალითად,

2FeCl 3 + Cu → CuCl 2 + 2FeCl 2 .

აქ ჩვენ ვხედავთ, რომ სპილენძი შევიდა ხსნარში და რკინა (III) გადაიზარდა რკინად (II). ამ რეაქციას დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს და გამოიყენება პლასტმასზე დეპონირებული სპილენძის მოსაშორებლად.

თუთიის ქიმიური თვისებები

1. ყველაზე აქტიურია დედამიწის ტუტე ლითონების შემდეგ.

2. მას აქვს გამოხატული შემცირების თვისებები და ამფოტერული თვისებები.

3. ნაერთებში იგი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +2.

4. ჰაერში იგი დაფარულია ZnO ოქსიდის ფილმით.

5. წყალთან ურთიერთქმედება შესაძლებელია წითელი სიცხის ტემპერატურაზე. შედეგად, წარმოიქმნება თუთიის ოქსიდი და წყალბადი:

Zn + H 2 O → ZnO + H 2.

6. ურთიერთქმედებს ჰალოგენებთან, წარმოქმნის ჰალოგენებს (ZnF 2 - თუთიის ფტორიდი, ZnBr 2 - თუთიის ბრომიდი, ZnI 2 - თუთიის იოდიდი, ZnCl 2 - თუთიის ქლორიდი).

7. ფოსფორით ის ქმნის ფოსფიდებს Zn 3 P 2 და ZnP 2 .

8. გოგირდის ქალკოგენიდით ZnS.

9. უშუალოდ არ რეაგირებს წყალბადთან, აზოტთან, ნახშირბადთან, სილიციუმთან და ბორთან.

10. ის ურთიერთქმედებს არაჟანგვის მჟავებთან, წარმოქმნის მარილებს და ანაცვლებს წყალბადს. Მაგალითად:

H 2 SO 4 + Zn → ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 .

ის ასევე რეაგირებს მჟავებთან - ჟანგვის აგენტებთან: კონს. გოგირდის მჟავა ქმნის თუთიის სულფატს და გოგირდის დიოქსიდს:

Zn + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

11. ის აქტიურად რეაგირებს ტუტეებთან, რადგან თუთია ამფოტერული ლითონია. ტუტე ხსნარებით, იგი აყალიბებს ტეტრაჰიდროქსოზინკატებს და ათავისუფლებს წყალბადს:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 .

რეაქციის შემდეგ თუთიის გრანულებზე გაზის ბუშტები ჩნდება. უწყლო ტუტეებთან შერწყმისას ის აყალიბებს ცინატებს და გამოყოფს წყალბადს:

Zn+ 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2.

ქრომის ქიმიური თვისებები

1. ნორმალურ პირობებში ის ინერტულია, მაგრამ გაცხელებისას აქტიურია.

3. აყალიბებს ფერად ნაერთებს.

4. ნაერთებში ის ავლენს ჟანგვის მდგომარეობებს +2 (ძირითადი ოქსიდი CrO შავი), +3 (ამფოტერული ოქსიდი Cr 2 O 3 და ჰიდროქსიდი Cr (OH) 3 მწვანე) და +6 (ქრომის მჟავა ოქსიდი (VI) CrO 3 და მჟავები: ქრომის H 2 CrO 4 და ორქრომიანი H 2 Cr 2 O 7 და ა.შ.).

5. იგი ურთიერთქმედებს ფტორთან t 350-400 0 C ტემპერატურაზე, წარმოქმნის ქრომის (IV) ფტორს:

Cr+2F 2 → CrF 4 .

6. ჟანგბადით, აზოტით, ბორით, სილიციუმით, გოგირდით, ფოსფორით და ჰალოგენებით t 600 0 C-ზე:

ჟანგბადთან კავშირი ქმნის ქრომის ოქსიდს (VI) CrO 3 (მუქი წითელი კრისტალები),
აზოტის ნაერთი - ქრომის ნიტრიდი CrN (შავი კრისტალები),
ბორის ნაერთი - ქრომის ბორიდი CrB (ყვითელი კრისტალები),
სილიციუმის ნაერთი - ქრომის სილიციდი CrSi,
კავშირი ნახშირბად-ქრომის კარბიდთან Cr 3 C 2 .

7. იგი რეაგირებს წყლის ორთქლთან, არის ცხელ მდგომარეობაში, წარმოქმნის ქრომის (III) ოქსიდს და წყალბადს:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2 .

8. ის არ რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან, მაგრამ ნელა რეაგირებს მათ დნობასთან, წარმოქმნის ქრომატებს:

2Cr + 6KOH → 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

9. ის იხსნება განზავებულ ძლიერ მჟავებში მარილების წარმოქმნით. თუ რეაქცია ხდება ჰაერში, წარმოიქმნება Cr 3+ მარილები, მაგალითად:

2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2 .

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2 .

10. კონცენტრირებულ გოგირდის და აზოტის მჟავებთან, ისევე როგორც აკვა რეგიასთან, ის რეაგირებს მხოლოდ გაცხელებისას, რადგან. დაბალ ტემპერატურაზე ეს მჟავები ახდენს ქრომის პასიურობას. რეაქცია მჟავებთან გაცხელებისას ასე გამოიყურება:

2Cr + 6H 2 SO 4 (კონს.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Cr + 6HNO 3 (კონს.) → Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

ქრომის(II) ოქსიდი CrO- მყარი შავი ან წითელი, წყალში უხსნადი.

ქიმიური თვისებები:

მას აქვს ძირითადი და აღდგენითი თვისებები.
ჰაერში 100 0 C ტემპერატურაზე გაცხელებისას ის იჟანგება Cr 2 O 3 - ქრომის (III) ოქსიდამდე.
შესაძლებელია ქრომის აღდგენა წყალბადით ამ ოქსიდიდან: CrO + H 2 → Cr + H 2 O ან კოქსი: CrO + C → Cr + CO.
რეაგირებს მარილმჟავასთან, წყალბადის გამოყოფისას: 2CrO + 6HCl → 2CrCl 3 + H 2 + 2H 2 O.
არ რეაგირებს ტუტეებთან, განზავებულ გოგირდოვან და აზოტმჟავებთან.

ქრომის ოქსიდი (III) Cr 2 O 3- ცეცხლგამძლე ნივთიერება, მუქი მწვანე ფერის, წყალში უხსნადი.

ქიმიური თვისებები:

მას აქვს ამფოტერული თვისებები.
როგორ ურთიერთქმედებს ძირითადი ოქსიდი მჟავებთან: Cr 2 O 3 + 6HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
როგორ ურთიერთქმედებს მჟავე ოქსიდი ტუტეებთან: Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 3 + H 2 O.
ძლიერი ჟანგვის აგენტები იჟანგება Cr 2 O 3 ქრომატამდე H 2 CrO 4 .
აღადგენს ძლიერი შემცირების აგენტებსCr out Cr2O3.

ქრომის(II) ჰიდროქსიდი Cr(OH) 2 - მყარი ყვითელი ან ყავისფერი შეფერილობა, წყალში ცუდად ხსნადი.

ქიმიური თვისებები:

სუსტი ბაზა, ავლენს ძირითად თვისებებს.
ჰაერში ტენიანობის არსებობისას ის იჟანგება Cr(OH) 3 - ქრომის (III) ჰიდროქსიდამდე.
რეაგირებს კონცენტრირებულ მჟავებთან და წარმოქმნის ცისფერ ქრომის (II) მარილებს: Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 → CrSO 4 + 2H 2 O.
არ რეაგირებს ტუტეებთან და განზავებულ მჟავებთან.

ქრომის (III) ჰიდროქსიდი Cr(OH) 3 - ნაცრისფერ-მწვანე ნივთიერება, წყალში უხსნადი.

ქიმიური თვისებები:

მას აქვს ამფოტერული თვისებები.
როგორ ურთიერთქმედებს ძირითადი ჰიდროქსიდი მჟავებთან: Cr(OH) 3 + 3HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
როგორ ურთიერთქმედებს მჟავა ჰიდროქსიდი ტუტეებთან: Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 [Cr(OH)6].

რკინის ქიმიური თვისებები

1. აქტიური ლითონი მაღალი რეაქტიულობით.

2. მას აქვს აღდგენითი თვისებები, ასევე გამოხატული მაგნიტური თვისებები.

3. ნაერთებში ის ავლენს ძირითად ჟანგვის მდგომარეობებს +2 (სუსტი ჟანგვითი აგენტებით: S, I, HCl, მარილის ხსნარებით), +3 (ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით: Br და Cl) და ნაკლებად დამახასიათებელი +6 (O და H 2-ით). O). სუსტ ჟანგვის აგენტებში რკინა იღებს ჟანგვის მდგომარეობას +2, ძლიერებში +3. +2 დაჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება შავ ოქსიდს FeO და მწვანე ჰიდროქსიდს Fe (OH) 2, რომლებსაც აქვთ ძირითადი თვისებები. +3 დაჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება წითელ-ყავისფერ ოქსიდს Fe 2 O 3 და ყავისფერ ჰიდროქსიდს Fe (OH) 3, რომლებსაც აქვთ სუსტად გამოხატული ამფოტერული თვისებები. Fe (+2) სუსტი შემამცირებელი აგენტია, ხოლო Fe (+3) ხშირად სუსტი ჟანგვის აგენტია. როდესაც რედოქსის პირობები იცვლება, რკინის ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება შეიცვალოს ერთმანეთთან.

4. ჰაერში t 200 0 C ტემპერატურაზე, იგი დაფარულია ოქსიდის ფილმით. ნორმალურ ატმოსფერულ პირობებში ის ადვილად კოროზირდება. პ როდესაც ჟანგბადი გადის რკინის დნობის მეშვეობით, წარმოიქმნება FeO ოქსიდი.ჰაერში რკინის წვისას წარმოიქმნება ოქსიდი Fe 2 O 3. სუფთა ჟანგბადში წვისას წარმოიქმნება ოქსიდი - რკინის სასწორი:

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4.

5. რეაგირებს ჰალოგენებთან გაცხელებისას:

ქლორთან კავშირი ქმნის რკინის (III) ქლორიდს FeCl 3,
ნაერთი ბრომით - რკინის (III) ბრომიდი FeBr 3,
ნაერთი იოდით - რკინა (II,III) იოდიდი Fe 3 I 8,
ფტორთან ნაერთი - რკინის (II) ფტორიდი FeF 2, რკინის (III) ფტორიდი FeF 3.

6. იგი ასევე რეაგირებს გოგირდთან, აზოტთან, ფოსფორთან, სილიციუმთან და ნახშირბადთან გაცხელებისას:

გოგირდთან კავშირი აყალიბებს რკინის(II) სულფიდს FeS,
კავშირი აზოტთან - რკინის ნიტრიდთან Fe 3 N,
ფოსფორის ნაერთი - ფოსფიდები FeP, Fe 2 P და Fe 3 P,
სილიციუმის ნაერთი - რკინის სილიციდი FeSi,
ნახშირბადის ნაერთი - რკინის კარბიდი Fe 3 C.

2Fe + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O

9. ის არ რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან, მაგრამ ნელა რეაგირებს ტუტე დნობებთან, რომლებიც ძლიერი ჟანგვის აგენტებია:

Fe + KClO 3 + 2KOH → K 2 FeO 4 + KCl + H 2 O.

10. აღადგენს ლითონებს, რომლებიც მდებარეობს ელექტროქიმიურ რიგში მარჯვნივ:

Fe + SnCl 2 → FeCl 2 + Sn.

რკინის მიღება: მრეწველობაში რკინას იღებენ რკინის საბადოდან, ძირითადად ჰემატიტისგან (Fe 2 O 3) და მაგნეტიტისგან (FeO·Fe 2 O 3).

3Fe2O3 + CO → CO 2 + 2Fe 3 O 4,
Fe 3 O 4 + CO → CO 2 + 3FeO,
FeO + CO → CO 2 + Fe.

რკინის (II) ოქსიდი FeO - შავი კრისტალური ნივთიერება (ვუსტიტი), რომელიც წყალში არ იხსნება.

ქიმიური თვისებები:

აქვს ძირითადი თვისებები.
რეაგირებს განზავებულ მარილმჟავასთან: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O.
რეაგირებს კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან:FeO + 4HNO 3 → Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O.
არ რეაგირებს წყალთან და მარილებთან.
წყალბადით t 350 0 C ტემპერატურაზე ის მცირდება სუფთა ლითონად: FeO + H 2 → Fe + H 2 O.
კოქსთან შერწყმისას იგი ასევე მცირდება სუფთა ლითონად: FeO + C → Fe + CO.
ამ ოქსიდის მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა გზით, ერთ-ერთი მათგანია Fe გათბობა O დაბალი წნევის დროს: 2Fe + O 2 → 2FeO.

რკინის (III) ოქსიდიFe2O3- ყავისფერი ფხვნილი (ჰემატიტი), წყალში უხსნადი ნივთიერება. სხვა სახელები: რკინის ოქსიდი, რკინის მინიუმი, საკვები საღებავი E172 და ა.შ.

ქიმიური თვისებები:

Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O.
ის არ რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან, ის რეაგირებს მათ დნობასთან, წარმოქმნის ფერიტებს: Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O.
წყალბადით გაცხელებისას ავლენს ჟანგვის თვისებებს:Fe 2 O 3 + H 2 → 2FeO + H 2 O.
Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH → 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

რკინის ოქსიდი (II, III) Fe 3 O 4 ან FeO Fe 2 O 3 - მონაცრისფრო-შავი მყარი (მაგნიტი, მაგნიტური რკინის საბადო), წყალში უხსნადი ნივთიერება.

ქიმიური თვისებები:

იშლება 1500 0 С ზევით გაცხელებისას: 2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2.
რეაგირებს განზავებულ მჟავებთან: Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.
არ რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან, რეაგირებს მათ დნობაზე: Fe 3 O 4 + 14NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O.
ჟანგბადთან ურთიერთობისას ის იჟანგება: 4Fe 3 O 4 + O 2 → 6Fe 2 O 3.
წყალბადით, გაცხელებისას, იგი აღდგება:Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O.
ის ასევე მცირდება ნახშირბადის მონოქსიდთან შერწყმისას: Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2.

რკინის (II) ჰიდროქსიდი Fe (OH) 2 - თეთრი, იშვიათად მომწვანო კრისტალური ნივთიერება, წყალში უხსნადი.

ქიმიური თვისებები:

მას აქვს ამფოტერული თვისებები ძირითადის უპირატესობით.
იგი შედის არაჟანგვის მჟავის ნეიტრალიზაციის რეაქციაში, აჩვენებს ძირითად თვისებებს: Fe(OH) 2 + 2HCl → FeCl 2 + 2H 2 O.
აზოტთან ან კონცენტრირებულ გოგირდის მჟავებთან ურთიერთობისას ავლენს შემცირების თვისებებს, წარმოქმნის რკინის (III) მარილებს: 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.
გაცხელებისას ის რეაგირებს კონცენტრირებულ ტუტე ხსნარებთან: Fe (OH) 2 + 2NaOH → Na 2.

რკინის ჰიდროქსიდი (I მე I) Fe (OH) 3- ყავისფერი კრისტალური ან ამორფული ნივთიერება, წყალში უხსნადი.

ქიმიური თვისებები:

მას აქვს მსუბუქი ამფოტერული თვისებები ძირითადის უპირატესობით.
ადვილად ურთიერთქმედებს მჟავებთან: Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O.
კონცენტრირებული ტუტე ხსნარებით წარმოქმნის ჰექსაჰიდროქსოფერატებს (III): Fe (OH) 3 + 3NaOH → Na 3.
იგი აყალიბებს ფერატებს ტუტე დნობით:2Fe(OH) 3 + Na 2 CO 3 → 2NaFeO 2 + CO 2 + 3H 2 O.
ტუტე გარემოში ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით, მას ავლენს შემცირების თვისებებს: 2Fe(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH → 2K 2 FeO 4 + 6NaBr + 8H 2 O.

გაქვთ შეკითხვა თემაზე? ჰკითხეთ თქვენს ქიმიის დამრიგებელს 👉

გაკვეთილის მიზნები:განვიხილოთ ალუმინის ბუნებაში განაწილება, მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, აგრეთვე მის მიერ წარმოქმნილი ნაერთების თვისებები.

სამუშაო პროცესი

2. ახალი მასალის შესწავლა. ალუმინის

პერიოდული სისტემის III ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფია ბორი (B), ალუმინი (Al), გალიუმი (Ga), ინდიუმი (In) და ტალიუმი (Tl).

როგორც ზემოაღნიშნული მონაცემებიდან ჩანს, ყველა ეს ელემენტი აღმოჩენილია მე-19 საუკუნეში.

მთავარი ქვეჯგუფის ლითონების აღმოჩენა III ჯგუფები


1806 წ	1825 წ	1875 წ	1863 წ	1861 წ
გ.ლუსაკი,	გ.ჰ.ორსტედი	ლ. დე ბოისბოდრანი	ფ. რაიხი,	W. Crooks
ლ.ტენარდი	(დანია)	(საფრანგეთი)	ი.რიხტერი	(ინგლისი)
(საფრანგეთი)			(გერმანია)

ბორი არამეტალია. ალუმინი გარდამავალი ლითონია, ხოლო გალიუმი, ინდიუმი და ტალიუმი სრული ლითონებია. ამრიგად, პერიოდული სისტემის თითოეული ჯგუფის ელემენტების ატომური რადიუსების მატებასთან ერთად, მარტივი ნივთიერებების მეტალის თვისებები იზრდება.

ამ ლექციაში უფრო დეტალურად განვიხილავთ ალუმინის თვისებებს.

ჩამოტვირთვა:

გადახედვა:

მუნიციპალური საბიუჯეტო საგანმანათლებლო დაწესებულება

№ 81 ზოგადსაგანმანათლებლო სკოლა

ალუმინის. ალუმინის პოზიცია პერიოდულ სისტემაში და მისი ატომის სტრუქტურა. ბუნებაში აღმოჩენა. ალუმინის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

ქიმიის მასწავლებელი

MBOU №81 საშუალო სკოლა

2013 წელი

გაკვეთილის თემა: ალუმინი. ალუმინის პოზიცია პერიოდულ სისტემაში და მისი ატომის სტრუქტურა. ბუნებაში აღმოჩენა. ალუმინის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

გაკვეთილის მიზნები: განვიხილოთ ალუმინის ბუნებაში განაწილება, მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, აგრეთვე მის მიერ წარმოქმნილი ნაერთების თვისებები.

სამუშაო პროცესი

1. გაკვეთილის ორგანიზაციული მომენტი.

2. ახალი მასალის შესწავლა.ალუმინის

პერიოდული სისტემის III ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფია ბორი (B),ალუმინის (Al), გალიუმი (Ga), ინდიუმი (In) და ტალიუმი (Tl).

III ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ლითონების აღმოჩენა


1806 წ	1825 წ	1875 წ	1863 წ	1861 წ
გ.ლუსაკი,	გ.ჰ.ორსტედი	ლ. დე ბოისბოდრანი	ფ. რაიხი,	W. Crooks
ლ.ტენარდი	(დანია)	(საფრანგეთი)	ი.რიხტერი	(ინგლისი)
(საფრანგეთი)			(გერმანია)

ამ ლექციაში უფრო დეტალურად განვიხილავთ ალუმინის თვისებებს.

1. ალუმინის პოზიცია D.I.მენდელეევის ცხრილში. ნაჩვენებია ატომის სტრუქტურა, ჟანგვის მდგომარეობები.

ელემენტი ალუმინი განლაგებულია III ჯგუფში, ძირითადი „A“ ქვეჯგუფი, პერიოდული სისტემის მე-3 პერიოდი, სერიული ნომერი No13, ფარდობითი ატომური მასა Ar (Al) \u003d 27. მისი მეზობელი ცხრილის მარცხნივ არის მაგნიუმი - ტიპიური ლითონი, ხოლო მარჯვნივ - სილიციუმი - უკვე არალითონი. ამიტომ, ალუმინს უნდა აჩვენოს გარკვეული შუალედური ხასიათის თვისებები და მისი ნაერთები ამფოტერულია.

Al +13) 2) 8) 3, p არის ელემენტი,

ძირითადი მდგომარეობა

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

აღელვებული მდგომარეობა

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

ალუმინი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +3 ნაერთებში:

Al 0 - 3 e - → Al +3

2. ფიზიკური თვისებები

თავისუფალი ფორმის ალუმინი არის მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონი მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობით. დნობის წერტილი 650შესახებ გ. ალუმინს აქვს დაბალი სიმკვრივე (2,7 გ/სმ 3 ) - რკინაზე ან სპილენძზე დაახლოებით სამჯერ ნაკლები და ამავე დროს გამძლე ლითონია.

3. ბუნებაში ყოფნა

ბუნებაში გავრცელების თვალსაზრისით უკავია1-ლი მეტალებს შორის და მე-3 ელემენტებს შორისმეორე ადგილზეა ჟანგბადისა და სილიციუმის შემდეგ. დედამიწის ქერქში ალუმინის შემცველობის პროცენტი, სხვადასხვა მკვლევარების აზრით, დედამიწის ქერქის მასის 7,45-დან 8,14%-მდე მერყეობს.

ბუნებაში, ალუმინი გვხვდება მხოლოდ ნაერთებში(მინერალები).

Ზოგიერთი მათგანი:

ბოქსიტები - Al 2 O 3 H 2 O (მინარევებით SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

ნეფელინები - KNa 3 4

ალუნიტები - KAl(SO 4 ) 2 2Al(OH) 3

ალუმინა (კაოლინების ნარევები SiO ქვიშით 2 , კირქვა CaCO 3 , მაგნეზიტი MgCO 3 )

კორუნდი - Al 2 O 3

ფელდსპარი (ორთოკლასი) – კ 2 O × Al 2 O 3 × 6 SiO 2

კაოლინიტი - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

ალუნიტი - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4 ) 3 × 4Al (OH) 3

ბერილი - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

ბოქსიტი
Al2O3	კორუნდი
	რუბი
	საფირონი

4. ალუმინის და მისი ნაერთების ქიმიური თვისებები

ალუმინი ადვილად ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან ნორმალურ პირობებში და დაფარულია ოქსიდის ფენით (ის აძლევს მქრქალ იერს).

მისი სისქე 0,00001 მმ-ია, მაგრამ მისი წყალობით ალუმინი არ კოროზირდება. ალუმინის ქიმიური თვისებების შესასწავლად, ოქსიდის ფილმი ამოღებულია. (ქვიშის ქაღალდის გამოყენებით, ან ქიმიურად: ჯერ ტუტე ხსნარში ჩაძირვით ოქსიდის ფირის მოსაშორებლად, შემდეგ კი ვერცხლისწყლის მარილების ხსნარში ალუმინის-ვერცხლისწყლის შენადნობის - ამალგამის წარმოქმნით).

I. ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

ალუმინი უკვე ოთახის ტემპერატურაზე აქტიურად რეაგირებს ყველა ჰალოგენთან და ქმნის ჰალოგენებს. გაცხელებისას იგი ურთიერთქმედებს გოგირდთან (200 °C), აზოტთან (800 °C), ფოსფორთან (500 °C) და ნახშირბადთან (2000 °C), იოდთან კატალიზატორის - წყლის თანდასწრებით:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (ალუმინის სულფიდი),

2Al + N 2 = 2AlN (ალუმინის ნიტრიდი),

Al + P = AlP (ალუმინის ფოსფიდი),

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (ალუმინის კარბიდი).

2 Al + 3 I 2 = 2 AlI 3 (ალუმინის იოდიდი)

ყველა ეს ნაერთი მთლიანად ჰიდროლიზდება ალუმინის ჰიდროქსიდის და, შესაბამისად, წყალბადის სულფიდის, ამიაკის, ფოსფინისა და მეთანის წარმოქმნით:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

საპარსების ან ფხვნილის სახით, ის მკვეთრად იწვის ჰაერში, გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 + 1676 კჯ.

II. ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

წყალთან ურთიერთქმედება:

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H 2

ოქსიდის ფირის გარეშე

ურთიერთქმედება ლითონის ოქსიდებთან:

ალუმინი კარგი შემცირების საშუალებაა, რადგან ის ერთ-ერთი აქტიური ლითონია. ის შედის აქტივობის სერიაში, დედამიწის ტუტე ლითონების შემდეგ. Ისეაღადგენს ლითონებს მათი ოქსიდებისგან. ასეთი რეაქცია - ალუმინოთერმია - გამოიყენება სუფთა იშვიათი ლითონების მისაღებად, როგორიცაა ვოლფრამი, ვანადიუმი და ა.შ.

3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q

თერმიტის ნარევი Fe 3 O 4 და Al (ფხვნილი) - ასევე გამოიყენება თერმიტის შედუღებაში.

Cr 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + Al 2 O 3

ურთიერთქმედება მჟავებთან:

გოგირდმჟავას ხსნარით: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2

იგი არ რეაგირებს ცივ კონცენტრირებულ გოგირდთან და აზოტთან (პასივირებს). ამიტომ, აზოტის მჟავა ტრანსპორტირდება ალუმინის ავზებში. როდესაც თბება, ალუმინს შეუძლია შეამციროს ეს მჟავები წყალბადის გამოყოფის გარეშე:

2Al + 6H 2 SO 4 (კონკ) \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O,

Al + 6HNO 3 (კონს.) \u003d Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

ურთიერთქმედება ტუტეებთან.

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 NaAl (OH) 4 + 3 H 2

Na [Al (OH) 4] - ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი

ქიმიკოს გორბოვის წინადადებით, რუსეთ-იაპონიის ომის დროს, ეს რეაქცია გამოიყენეს ბუშტებისთვის წყალბადის წარმოებისთვის.

მარილის ხსნარებით:

2Al + 3CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu

თუ ალუმინის ზედაპირი შეიზილება ვერცხლისწყლის მარილით, მაშინ ხდება შემდეგი რეაქცია:

2Al + 3HgCl 2 = 2AlCl 3 + 3Hg

გამოთავისუფლებული ვერცხლისწყალი ხსნის ალუმინს და ქმნის ამალგამს.

5. ალუმინის და მისი ნაერთების გამოყენება

ალუმინის ფიზიკურმა და ქიმიურმა თვისებებმა განაპირობა მისი ფართო გამოყენება ტექნოლოგიაში.საავიაციო ინდუსტრია ალუმინის მთავარი მომხმარებელია.: თვითმფრინავის 2/3 დამზადებულია ალუმინისგან და მისი შენადნობებისგან. ფოლადისგან დამზადებული თვითმფრინავი ზედმეტად მძიმე იქნებოდა და ბევრად ნაკლები მგზავრის გადაყვანა შეეძლო.ამიტომ ალუმინს ფრთიან ლითონს უწოდებენ.კაბელები და მავთულები დამზადებულია ალუმინისგან: იგივე ელექტრული გამტარობით, მათი მასა 2-ჯერ ნაკლებია სპილენძის შესაბამის პროდუქტებზე.

ალუმინის კოროზიის წინააღმდეგობის გათვალისწინებით, ისაზოტის მჟავისთვის მოწყობილობებისა და კონტეინერების ნაწილების წარმოება. ალუმინის ფხვნილი არის ვერცხლის საღებავის წარმოების საფუძველი, რათა დაიცვას რკინის პროდუქტები კოროზიისგან, ასევე სითბოს სხივების ასახვისთვის, ასეთი საღებავი გამოიყენება ნავთობის შესანახი ობიექტების და მეხანძრეების კოსტუმების დასაფარად.

ალუმინის ოქსიდი გამოიყენება ალუმინის წარმოებისთვის და ასევე, როგორც ცეცხლგამძლე მასალა.

ალუმინის ჰიდროქსიდი არის ცნობილი წამლების Maalox, Almagel-ის ძირითადი კომპონენტი, რომლებიც აქვეითებენ კუჭის წვენის მჟავიანობას.

ალუმინის მარილები ძლიერ ჰიდროლიზდება. ეს თვისება გამოიყენება წყლის გაწმენდის პროცესში. ალუმინის სულფატი და მცირე რაოდენობით ჩამქრალი ცაცხვი ემატება გასაწმენდ წყალს, რათა მოხდეს მიღებული მჟავის გასანეიტრალება. შედეგად, გამოიყოფა ალუმინის ჰიდროქსიდის მოცულობითი ნალექი, რომელიც დაბინძურებული თან ახლავს სიმღვრივისა და ბაქტერიების შეჩერებულ ნაწილაკებს.

ამრიგად, ალუმინის სულფატი არის კოაგულანტი.

6. ალუმინის მოპოვება

1) ალუმინის წარმოების თანამედროვე ეკონომიური მეთოდი გამოიგონეს ამერიკულმა ჰოლმა და ფრანგმა ჰერუმ 1886 წელს. იგი შედგება ალუმინის ოქსიდის ხსნარის ელექტროლიზში გამდნარ კრიოლიტში. გამდნარი კრიოლიტი Na 3 AlF 6 ხსნის Al 2 O 3, როგორ ხსნის წყალი შაქარს. ალუმინის ოქსიდის "ხსნარის" ელექტროლიზი გამდნარ კრიოლიტში მიმდინარეობს ისე, თითქოს კრიოლიტი იყოს მხოლოდ გამხსნელი, ხოლო ალუმინის ოქსიდი - ელექტროლიტი.

2Al 2 O 3 ელექტრული დენი → 4Al + 3O 2

ინგლისურ ენციკლოპედიაში ბიჭებისა და გოგონების შესახებ სტატია ალუმინის შესახებ იწყება შემდეგი სიტყვებით: „1886 წლის 23 თებერვალს ცივილიზაციის ისტორიაში დაიწყო ლითონის ახალი ხანა - ალუმინის ეპოქა. ამ დღეს ჩარლზ ჰოლი, 22 წლის ქიმიკოსი, გამოცხადდა თავის პირველ მასწავლებლის ლაბორატორიაში, ვერცხლისფერ-თეთრი ალუმინის ათეული პატარა ბურთულებით ხელში და იმ ამბით, რომ იპოვა ამ ლითონის დამზადების გზა. იაფად და დიდი რაოდენობით. ასე რომ, ჰოლი გახდა ამერიკული ალუმინის ინდუსტრიის დამფუძნებელი და ანგლო-საქსონის ეროვნული გმირი, როგორც ადამიანი, რომელმაც დიდი ბიზნესი გააკეთა მეცნიერებით.

2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

ᲔᲡ ᲡᲐᲘᲜᲢᲔᲠᲔᲡᲝᲐ:

მეტალის ალუმინი პირველად 1825 წელს გამოყო დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა. ნახშირთან შერეული ცხელი ალუმინის ფენაში აირისებრი ქლორის გავლისას Oersted-მა გამოყო ალუმინის ქლორიდი ტენის ოდნავი კვალის გარეშე. მეტალის ალუმინის აღსადგენად Oersted-ს სჭირდებოდა ალუმინის ქლორიდის დამუშავება კალიუმის ამალგამით. 2 წლის შემდეგ გერმანელი ქიმიკოსი ფრიდრიხ ვოლერი. მან გააუმჯობესა მეთოდი კალიუმის ამალგამის სუფთა კალიუმით ჩანაცვლებით.
მე-18 და მე-19 საუკუნეებში ალუმინი იყო მთავარი სამკაულების ლითონი. 1889 წელს, ლონდონში, დ.ი.მენდელეევს მიენიჭა ძვირფასი საჩუქარი ქიმიის განვითარებაში გაწეული სამსახურისთვის - ოქროსა და ალუმინისგან დამზადებული სასწორები.
1855 წლისთვის ფრანგმა მეცნიერმა სენ-კლერ დევილმა შეიმუშავა ალუმინის ლითონის წარმოების პროცესი სამრეწველო მასშტაბით. მაგრამ მეთოდი ძალიან ძვირი ღირდა. დევილი საფრანგეთის იმპერატორის ნაპოლეონ III-ის განსაკუთრებული მფარველობით სარგებლობდა. ერთგულებისა და მადლიერების ნიშნად დევილმა ნაპოლეონის ვაჟისთვის, ახალშობილი პრინცისთვის დაამზადა დახვეწილი ჭედური ჭექა-ქუხილი - პირველი „სამომხმარებლო პროდუქტი“ ალუმინისგან. ნაპოლეონი კი აპირებდა თავისი გვარდიის ალუმინის კუირებით აღჭურვას, მაგრამ ფასი აკრძალული იყო. მაშინ 1 კგ ალუმინი ღირდა 1000 მარკა, ე.ი. 5-ჯერ უფრო ძვირი ვიდრე ვერცხლი. ელექტროლიტური პროცესის გამოგონებამდე ალუმინი ისეთივე ღირებული გახდა, როგორც ჩვეულებრივი ლითონები.
იცოდით, რომ ალუმინი ადამიანის ორგანიზმში შესვლისას იწვევს ნერვული სისტემის დარღვევას. მისი სიჭარბით მეტაბოლიზმი ირღვევა. და დამცავი აგენტებია ვიტამინი C, კალციუმი, თუთიის ნაერთები.
როდესაც ალუმინი იწვის ჟანგბადში და ფტორში, ბევრი სითბო გამოიყოფა. ამიტომ, იგი გამოიყენება როგორც სარაკეტო საწვავის დანამატი. სატურნის რაკეტა ფრენის დროს წვავს 36 ტონა ალუმინის ფხვნილს. ლითონების, როგორც სარაკეტო საწვავის კომპონენტად გამოყენების იდეა პირველად შემოგვთავაზა F.A. Zander-მა.

3. შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია

No1. ალუმინის ქლორიდიდან ალუმინის მისაღებად, კალციუმის მეტალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შემცირების აგენტი. შეადგინეთ ამ ქიმიური რეაქციის განტოლება, დაახასიათეთ ეს პროცესი ელექტრონული ბალანსის გამოყენებით.
დაფიქრდი! რატომ არ შეიძლება ეს რეაქცია წყალხსნარში განხორციელდეს?

No2. შეავსეთ ქიმიური რეაქციების განტოლებები:
ალ+ჰ 2 SO 4 (ხსნარი) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (კონს.) - t ->
Al + NaOH + H 2 O ->

No3. Პრობლემის გადაჭრა:
ალუმინის-სპილენძის შენადნობი ექვემდებარებოდა ნატრიუმის ჰიდროქსიდის კონცენტრირებულ ხსნარს გაცხელებისას. 2,24 ლიტრი გაზი (ნ.ო.ს.) გათავისუფლდა. გამოთვალეთ შენადნობის პროცენტული შემადგენლობა, თუ მისი საერთო მასა იყო 10 გ?

4. საშინაო დავალებასლაიდი 2

AL ელემენტი III (A) ცხრილის ჯგუფის D.I. მენდელეევის ელემენტი სერიული ნომრით 13, მისი მე-3 პერიოდის ელემენტი მესამე ყველაზე გავრცელებული დედამიწის ქერქში, სახელწოდება მომდინარეობს ლათ. "ალუმინისი" - ალუმი

დანიელი ფიზიკოსი ჰანს ოერსტედი (1777-1851) პირველად ალუმინი მის მიერ იქნა მიღებული 1825 წელს ალუმინის ქლორიდზე კალიუმის ამალგამის მოქმედებით, რასაც მოჰყვა ვერცხლისწყლის დისტილაცია.

ალუმინის თანამედროვე წარმოება თანამედროვე წარმოების მეთოდი დამოუკიდებლად შეიმუშავეს ამერიკელმა ჩარლზ ჰოლმა და ფრანგმა პოლ ჰერუსმა 1886 წელს. იგი შედგება ალუმინის ოქსიდის დაშლაში კრიოლიტის დნობაში, რასაც მოჰყვება ელექტროლიზი მოხმარებული კოქსის ან გრაფიტის ელექტროდების გამოყენებით.

როგორც ობერლინის კოლეჯის სტუდენტმა, მან შეიტყო, რომ თქვენ შეგიძლიათ გამდიდრდეთ და მიიღოთ კაცობრიობის მადლიერება, თუ გამოიგონებთ გზას, რომ აწარმოოთ ალუმინის ინდუსტრიული მასშტაბით. ადამიანის მსგავსად, ჩარლზმა ჩაატარა ექსპერიმენტები ალუმინის წარმოებაზე კრიოლიტ-ალუმინის დნობის ელექტროლიზით. 1886 წლის 23 თებერვალს, კოლეჯის დამთავრებიდან ერთი წლის შემდეგ, ჩარლზმა ელექტროლიზით გამოუშვა პირველი ალუმინი. ჰოლ ჩარლზი (1863 - 1914) ამერიკელი ქიმიური ინჟინერი

პოლ ჰერო (1863-1914) - ფრანგი ქიმიური ინჟინერი 1889 წელს მან გახსნა ალუმინის ქარხანა ფრონში (საფრანგეთი), გახდა მისი დირექტორი, დააპროექტა ელექტრული რკალის ღუმელი ფოლადის დნობისთვის, მისი სახელი დაარქვეს; მან ასევე შეიმუშავა ელექტროლიტური მეთოდი ალუმინის შენადნობების წარმოებისთვის

8 ალუმინი 1. აღმოჩენის ისტორიიდან მთავარი შემდეგი ალუმინის აღმოჩენის დროს ლითონი ოქროზე ძვირი ღირდა. ბრიტანელებს სურდათ მიეღოთ დიდი რუსი ქიმიკოსი დ.ი.მენდელეევი მდიდარი საჩუქრით, მათ მისცეს ქიმიური ბალანსი, რომელშიც ერთი თასი ოქროსგან იყო დამზადებული, მეორე - ალუმინისგან. ალუმინისგან დამზადებული ჭიქა ოქროზე გაძვირდა. შედეგად მიღებული "ვერცხლი თიხისგან" დაინტერესდა არა მხოლოდ მეცნიერებით, არამედ მრეწველებით და თუნდაც საფრანგეთის იმპერატორით. Უფრო

9 ალუმინი 7. შიგთავსი დედამიწის ქერქში მთავარი შემდეგი

ბუნებაში აღმოჩენა დღესდღეობით ალუმინის უმნიშვნელოვანესი მინერალია ბოქსიტი, ბოქსიტის ძირითადი ქიმიური კომპონენტია ალუმინა (Al 2 O 3) (28 - 80%).

11 ალუმინი 4. ფიზიკური თვისებები ფერი - ვერცხლისფერი თეთრი t pl. = 660 °C. t b.p. ≈ 2450 °C. ელექტროგამტარი, თბოგამტარი მსუბუქი წონა, სიმკვრივე ρ = 2,6989 გ/სმ 3 რბილი, დრეკადი. შემდეგ სახლში

12 ალუმინი 7. ბუნებაში ნაპოვნი ბოქსიტი – Al 2 O 3 Alumina – Al 2 O 3 მთავარი შემდეგი

13 Aluminum main ჩასვით გამოტოვებული სიტყვები Aluminum არის III ჯგუფის, მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი. ალუმინის ატომის ბირთვის მუხტი არის +13. ალუმინის ატომის ბირთვში 13 პროტონია. ალუმინის ატომის ბირთვში 14 ნეიტრონია. ალუმინის ატომში არის 13 ელექტრონი. ალუმინის ატომს აქვს 3 ენერგეტიკული დონე. ელექტრონულ გარსს აქვს სტრუქტურა 2e, 8e, 3e. გარე დონეზე, ატომში არის 3 ელექტრონი. ნაერთებში ატომის ჟანგვის მდგომარეობაა +3. მარტივი ნივთიერება ალუმინი არის ლითონი. ალუმინის ოქსიდი და ჰიდროქსიდი ამფოტერული ხასიათისაა. Უფრო

14 ალუმინი 3 . მარტივი ნივთიერების სტრუქტურა Metal Bond - მეტალიკი კრისტალური გისოსი - მეტალიკი, კუბური სახეზე ორიენტირებული მაგისტრალი მეტი

15 ალუმინი 2. ელექტრონული სტრუქტურა 27 A l +13 0 2e 8e 3e P + = 13 n 0 = 14 e - = 13 1 s 2 2 s 2 2p 6 3s 2 3p 1 მოკლე ელექტრონული ჩანაწერი 1 s 2 2 s 6 2 3s 2 3p 1 შევსების შეკვეთა მთავარი შემდეგი

ალუმინი \u003d 2AlCl 3 4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 C არამეტალები (ჰალოგენებით, ნახშირბადით) (ამოიღეთ ოქსიდის ფილმი) 2 Al + 6 H 2 O \u003d 2Al (OH) 2 + H 2 C წყალი 2 Al + 6 HCl \u003d 2AlCl 3 + H 2 2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + H 2 C მჟავები და 2 Al + 6NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na 3 [Al ) 6] + 3H 2 2Al + 2NaOH + 2H 2 O \u003d 2NaAlO 2 + 3H 2 C ტუტეებით და 8Al + 3Fe 3 O 4 \u003d 4Al 2 O 3 + 9Fe 2Al 3 \u20 CO3 ოქსი დ ა მ ე ტ ა ლ ლ

17 ალუმინი 8. მიღება 1825 H. Oersted: AlCl 3 + 3K = 3KCl + Al: ელექტროლიზი (t pl. = 2050 ° C): 2Al 2 O 3 = 4 Al + 3O 2 ელექტროლიზი (დნობის კრიოლიტის Na 3 t pl ≈ 1000 ° С): 2Al 2 O 3 \u003d 4 Al + 3O 2 მთავარი შემდეგი

90-იანი წლების ბოლოს რუსეთში ამოქმედდა მე-7 გამოცემის ელექტრული ინსტალაციის წესები (PUE), რომლის მიხედვითაც შენობების შიდა ქსელების ელექტრული მონტაჟი ალუმინის კაბელებისა და მავთულხლართებისგან 16 მმ2-ზე ნაკლები კვეთით. აკრძალულია და დადგენილია მათი შესრულება სპილენძის მავთულიდან. მარეგულირებელი მოთხოვნების ცვლილების მიზეზი იყო ალუმინის ზოგიერთი თვისება.

ალუმინი, როგორც ელექტროგამტარი

ალუმინის კაბელები და მავთულები დიდი ხანია ფართოდ გამოიყენება როგორც შენობებში შიდა ენერგეტიკული ქსელების გაყვანილობისთვის სხვადასხვა მიზნებისთვის, ასევე გარე ელექტროგადამცემი ხაზების დასაყენებლად. ეს გამოწვეულია ალუმინის შემდეგი თვისებებით:

დაბალი ხვედრითი წონა, რომელიც სამჯერ მსუბუქია ვიდრე სპილენძი;
დამუშავების სიმარტივე;
მასალის დაბალი ღირებულება;
კარგი ელექტროგამტარობა, ერთეულ მასაზე;
მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა.

თუმცა, ალუმინის სხვა მახასიათებლებია: მაღალი სითხე, რომელიც არ იძლევა კონტაქტების საკმარის ხარისხს დიდი ხნის განმავლობაში; დაბალი სიძლიერე მოტეხილობაზე მექანიკური ზემოქმედების ქვეშ; დაბალი სითბოს წინააღმდეგობა, რამაც გამოიწვია მტვრევადობის გაზრდა გადახურების დროს - განაპირობა შიდა ელექტრომომარაგების ქსელებისთვის მცირე განყოფილების ალუმინის მავთულის ელექტრული დამონტაჟების აკრძალვა.

ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი, რამაც გავლენა მოახდინა PUE-ს მოთხოვნების ცვლილებაზე, არის ის, რომ ექსპლუატაციის დროს ალუმინის მავთულის ზედაპირზე წარმოიქმნება თხელი ოქსიდის ფილმი, რომელსაც აქვს ბევრად უარესი ელექტრული გამტარობა, ვიდრე საბაზისო ლითონი. შედეგად, სადენების შეერთების ადგილზე წარმოიქმნება უფრო მაღალი კონტაქტის წინააღმდეგობა, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის კონტაქტების გაცხელების შესაძლებლობას, მათი განადგურებისა და ხანძრის რისკს.

ელექტრული კაბელების და მავთულის მასალად გამოყენებული სპილენძი, მიუხედავად მაღალი ღირებულებისა, მოკლებულია ალუმინის ჩამოთვლილ ნაკლოვანებებს და აქვს მთელი რიგი უპირატესობები: უმაღლესი გამტარობა; არ ქმნის ოქსიდის ფილას ზედაპირზე; უფრო მაღალი მოქნილობა, ეს საშუალებას აძლევს მავთულხლართების წარმოებას ძალიან მცირე ჯვრის მონაკვეთით 0,3 მმ2-მდე, რომელიც არ შეიძლება დამზადდეს ალუმინისგან.

ალუმინის და სპილენძის მავთულის შეერთება

ვინაიდან ძველი კონსტრუქციის ბევრ შენობას აქვს ალუმინის მავთულისგან დამზადებული ელექტრო ქსელები, რემონტის დროს ხშირად ხდება საჭირო გაყვანილობის დაკავშირება სხვადასხვა მასალისგან - სპილენძისა და ალუმინის. იგივე ელექტრული ინსტალაციის წესების მიხედვით, ალუმინის და სპილენძის მავთულის კავშირი შეიძლება განხორციელდეს რამდენიმე გზით:

"თხილის" ტიპის კავშირების დახმარებით, რომელიც შედგება სამი ფირფიტისგან, რომელთა შორის მავთულები დამაგრებულია ჭანჭიკებით;
WAGO დამჭერების საშუალებით. შესაერთებელი მავთულის ბოლოები იხსნება 10-15 მმ-ით, ჩასმულია ტერმინალის ბლოკის სხვადასხვა ხვრელში, შემდეგ იკვრება დასამარცხებელი ბლოკებით;
ტერმინალური ბლოკების გამოყენებით, რომლებიც არის ბარი ორი ხვრელით. დაკავშირებული მავთულის ბოლოები ჩასმულია ხვრელებში სხვადასხვა ბოლოდან და დამაგრებულია ხრახნით.
მარტივი ჭანჭიკიანი კავშირის გამოყენებით, როდესაც მავთულები იკვრება თხილით, მათ შორის ლითონის გამრეცხვით. ეს მეთოდი ითვლება დროებით, რადგან არ არის შესაფერისი მაღალი ტენიანობის მქონე ოთახებისთვის და არ გამოიყენება გარე კავშირებისთვის.

სტატია მომზადდა მასალების საფუძველზე საიტიდან http://energy-systems.ru/

Ზოგადი მახასიათებლები.

გარდამავალი ელემენტის ცნება ჩვეულებრივ გამოიყენება ნებისმიერი ელემენტის მიმართ, რომელსაც აქვს d- ან f-ელექტრონები. ეს ელემენტები იკავებენ გარდამავალ ადგილს პერიოდულ სისტემაში ელექტროპოზიტიურ s-ელემენტებსა და ელექტროუარყოფით p-ელემენტებს შორის (იხ. § 2, 3).

d-ელემენტებს უწოდებენ მთავარ გარდამავალ ელემენტებს. მათი ატომები ხასიათდება d-ქვესკნელების შიდა აგებით. ფაქტია, რომ მათი გარე გარსის s-ორბიტალი ჩვეულებრივ ივსება უკვე წინა ელექტრონულ გარსში d-ორბიტალების შევსების დაწყებამდე. ეს ნიშნავს, რომ ყოველი ახალი ელექტრონი, რომელიც ემატება შემდეგი d-ელემენტის ელექტრონულ გარსს, შევსების პრინციპის შესაბამისად (იხ. § 2), ეცემა არა გარე გარსზე, არამედ მის წინა ქვესკნელზე. ამ ელემენტების ქიმიური თვისებები განისაზღვრება ამ ორივე გარსის რეაქციაში ელექტრონების მონაწილეობით.

d-ელემენტები ქმნიან სამ გარდამავალ სერიას - მე-4, მე-5 და მე-6 პერიოდებში, შესაბამისად. პირველი გარდამავალი სერია მოიცავს 10 ელემენტს, სკანდიუმიდან თუთიამდე. მას ახასიათებს შინაგანი განვითარება - ორბიტალები (ცხრილი 15.1). ორბიტალი უფრო ადრე ივსება, ვიდრე ორბიტალი, რადგან მას აქვს ნაკლები ენერგია (იხ. კლეჩკოვსკის წესი, § 2).

თუმცა, უნდა აღინიშნოს ორი ანომალია. ქრომს და სპილენძს აქვთ მხოლოდ ერთი ელექტრონი ორბიტალებში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ნახევრად შევსებული ან შევსებული ქვეშელური უფრო სტაბილურია, ვიდრე ნაწილობრივ შევსებული ქვეჭურვი.

ქრომის ატომში, ხუთი ორბიტალიდან თითოეულს, რომლებიც ქმნიან ქვეგარსს, აქვს ერთი ელექტრონი. ასეთი ქვეშელი ნახევრად შევსებულია. სპილენძის ატომში ხუთი ორბიტალიდან თითოეულს აქვს წყვილი ელექტრონი. მსგავსი ანომალია შეიმჩნევა ვერცხლშიც.

(Al), გალიუმი (Ga), ინდიუმი (In) და ტალიუმი (T l).

როგორც მოცემული მონაცემებიდან ჩანს, ყველა ეს ელემენტი იყო გახსნილი XIX საუკუნე.

მთავარი ქვეჯგუფის ლითონების აღმოჩენა III ჯგუფები

AT	ალ	გა	In	ტლ
1806 წ	1825 წ	1875 წ	1863 წ	1861 წ
გ.ლუსაკი,	გ.ჰ.ორსტედი	ლ. დე ბოისბოდრანი	ფ. რაიხი,	W. Crooks
ლ.ტენარდი	(დანია)	(საფრანგეთი)	ი.რიხტერი	(ინგლისი)
(საფრანგეთი)			(გერმანია)

ამ ლექციაში უფრო დეტალურად განვიხილავთ ალუმინის თვისებებს.

ალუმინის ელემენტი მდებარეობს III ჯგუფი, ძირითადი "A" ქვეჯგუფი, პერიოდული სისტემის მე-3 პერიოდი, რიგითი ნომერი No13, ფარდობითი ატომური მასა.არ (ალ ) = 27. მისი მეზობელი ცხრილის მარცხნივ არის მაგნიუმი, ტიპიური ლითონი, ხოლო მარჯვნივ, სილიციუმი, რომელიც აღარ არის მეტალი. ამიტომ, ალუმინს უნდა აჩვენოს გარკვეული შუალედური ხასიათის თვისებები და მისი ნაერთები ამფოტერულია.

Al +13) 2) 8) 3, p არის ელემენტი,

ძირითადი მდგომარეობა

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

აღელვებული მდგომარეობა

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

ალუმინი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +3 ნაერთებში:

Al 0 - 3 e - → Al +3

2. ფიზიკური თვისებები

თავისუფალი ფორმის ალუმინი არის მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონი მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობით.დნობის ტემპერატურაა 650 ° C. ალუმინს აქვს დაბალი სიმკვრივე (2,7 გ / სმ 3) - დაახლოებით სამჯერ ნაკლები, ვიდრე რკინის ან სპილენძის, და ამავე დროს ის არის გამძლე ლითონი.

3. ბუნებაში ყოფნა

ბუნებაში გავრცელების თვალსაზრისით უკავია 1-ლი მეტალებს შორის და მე-3 ელემენტებს შორისმეორე ადგილზეა ჟანგბადისა და სილიციუმის შემდეგ. დედამიწის ქერქში ალუმინის შემცველობის პროცენტი, სხვადასხვა მკვლევარების აზრით, დედამიწის ქერქის მასის 7,45-დან 8,14%-მდე მერყეობს.

ბუნებაში, ალუმინი გვხვდება მხოლოდ ნაერთებში (მინერალები).

Ზოგიერთი მათგანი:

· ბოქსიტები - Al 2 O 3 H 2 O (მინარევებით SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

· ნეფელინები - KNa 3 4

· ალუნიტები - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· ალუმინა (კაოლინების ნარევები ქვიშასთან SiO 2, კირქვა CaCO 3, მაგნეზიტი MgCO 3)

· კორუნდი - Al 2 O 3

· ფელდსპარი (ორთოკლაზა) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2

· კაოლინიტი - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

· ალუნიტი - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3

· ბერილი - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

ბოქსიტი
Al2O3	კორუნდი
	რუბი
	საფირონი

4. ალუმინის და მისი ნაერთების ქიმიური თვისებები

ოქსიდის ფილმის დემონსტრირება

მისი სისქე 0,00001 მმ-ია, მაგრამ მისი წყალობით ალუმინი არ კოროზირდება. ალუმინის ქიმიური თვისებების შესასწავლად, ოქსიდის ფილმი ამოღებულია. (ქვიშის ქაღალდის გამოყენებით, ან ქიმიურად: ჯერ ტუტე ხსნარში ჩაშვებით ოქსიდის ფირის მოსაშორებლად, შემდეგ კი ვერცხლისწყლის მარილების ხსნარში ალუმინის-ვერცხლისწყლის შენადნობის წარმოქმნით - ამალგამი).

მე. ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3 (ალუმინის სულფიდი),

2A l + N 2 \u003d 2A lN (ალუმინის ნიტრიდი),

A l + P = A l P (ალუმინის ფოსფიდი),

4A l + 3C \u003d A l 4 C 3 (ალუმინის კარბიდი).

2 Al +3 I 2 \u003d 2 A l I 3 (ალუმინის იოდიდი) გამოცდილება

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

4A l + 3 O 2 \u003d 2A l 2 O 3 + 1676 კჯ.

ალუმინის წვა ჰაერში

გამოცდილება

II. ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

წყალთან ურთიერთქმედება :

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 +3 H 2

ოქსიდის ფირის გარეშე

გამოცდილება

ურთიერთქმედება ლითონის ოქსიდებთან:

ალუმინი კარგი შემცირების საშუალებაა, რადგან ის ერთ-ერთი აქტიური ლითონია. ის შედის აქტივობის სერიაში, დედამიწის ტუტე ლითონების შემდეგ. Ისე აღადგენს ლითონებს მათი ოქსიდებისგან . ასეთი რეაქცია - ალუმინოთერმია - გამოიყენება სუფთა იშვიათი ლითონების მისაღებად, როგორიცაა ვოლფრამი, ვანადიუმი და ა.შ.

3 Fe 3 O 4 +8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 +9 Fe +ქ

Fe 3 O 4 და Al (ფხვნილი) თერმიტის ნარევი ასევე გამოიყენება თერმიტის შედუღებაში.

C r 2 O 3 + 2A l \u003d 2C r + A l 2 O 3

ურთიერთქმედება მჟავებთან :

გოგირდმჟავას ხსნარით: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

2A l + 6H 2 S O 4 (კონს.) \u003d A l 2 (S O 4) 3 + 3 S O 2 + 6H 2 O,

A l + 6H NO 3 (კონს.) \u003d A l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O.

ურთიერთქმედება ტუტეებთან .

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 Na [ Al(OH)4 ] +3H2

გამოცდილება

ნა[მაგრამლ(OH) 4] – ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი

მარილის ხსნარებით:

2 Al + 3 CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 Cu

2 ალ + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 ჰგ

გამოთავისუფლებული ვერცხლისწყალი ხსნის ალუმინს, წარმოქმნის ამალგამს .

ალუმინის იონების გამოვლენა ხსნარებში : გამოცდილება

5. ალუმინის და მისი ნაერთების გამოყენება

ალუმინის ფიზიკურმა და ქიმიურმა თვისებებმა განაპირობა მისი ფართო გამოყენება ტექნოლოგიაში. საავიაციო ინდუსტრია ალუმინის მთავარი მომხმარებელია.: თვითმფრინავის 2/3 დამზადებულია ალუმინისგან და მისი შენადნობებისგან. ფოლადისგან დამზადებული თვითმფრინავი ზედმეტად მძიმე იქნებოდა და ბევრად ნაკლები მგზავრის გადაყვანა შეეძლო. ამიტომ ალუმინს ფრთიან ლითონს უწოდებენ. კაბელები და მავთულები დამზადებულია ალუმინისგან: იგივე ელექტრული გამტარობით, მათი მასა 2-ჯერ ნაკლებია სპილენძის შესაბამის პროდუქტებზე.

ალუმინის კოროზიის წინააღმდეგობის გათვალისწინებით, ის აზოტის მჟავისთვის მოწყობილობებისა და კონტეინერების ნაწილების წარმოება. ალუმინის ფხვნილი არის ვერცხლის საღებავის წარმოების საფუძველი, რათა დაიცვას რკინის პროდუქტები კოროზიისგან, ასევე თერმული სხივების ასახვისთვის, ასეთი საღებავი გამოიყენება ნავთობის შესანახი ობიექტებისა და მეხანძრეების კოსტუმების დასაფარად.

ამრიგად, ალუმინის სულფატი არის კოაგულანტი.

6. ალუმინის მოპოვება

1) ალუმინის წარმოების თანამედროვე ეკონომიური მეთოდი გამოიგონეს ამერიკულმა ჰოლმა და ფრანგმა ჰერუმ 1886 წელს. იგი შედგება ალუმინის ოქსიდის ხსნარის ელექტროლიზში გამდნარ კრიოლიტში. გამდნარი კრიოლიტი Na 3 AlF 6 ხსნის Al 2 O 3-ს, როგორც წყალი ხსნის შაქარს. ალუმინის ოქსიდის "ხსნარის" ელექტროლიზი გამდნარ კრიოლიტში მიმდინარეობს ისე, თითქოს კრიოლიტი იყოს მხოლოდ გამხსნელი, ხოლო ალუმინის ოქსიდი - ელექტროლიტი.

2Al 2 O 3 ელექტრული დენი → 4Al + 3O 2

2) 2Al 2 O 3 +3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

ᲔᲡ ᲡᲐᲘᲜᲢᲔᲠᲔᲡᲝᲐ:

მეტალის ალუმინი პირველად 1825 წელს გამოყო დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა. ნახშირთან შერეული ცხელი ალუმინის ფენაში აირისებრი ქლორის გავლისას Oersted-მა გამოყო ალუმინის ქლორიდი ტენის ოდნავი კვალის გარეშე. მეტალის ალუმინის აღსადგენად Oersted-ს სჭირდებოდა ალუმინის ქლორიდის დამუშავება კალიუმის ამალგამით. 2 წლის შემდეგ გერმანელი ქიმიკოსი ფრიდრიხ ვოლერი. მან გააუმჯობესა მეთოდი კალიუმის ამალგამის სუფთა კალიუმით ჩანაცვლებით.
მე-18 და მე-19 საუკუნეებში ალუმინი იყო მთავარი სამკაულების ლითონი. 1889 წელს, ლონდონში, დ.ი.მენდელეევს მიენიჭა ძვირფასი საჩუქარი ქიმიის განვითარებაში გაწეული სამსახურისთვის - ოქროსა და ალუმინისგან დამზადებული სასწორები.
1855 წლისთვის ფრანგმა მეცნიერმა სენ-კლერ დევილმა შეიმუშავა ალუმინის ლითონის წარმოების პროცესი სამრეწველო მასშტაბით. მაგრამ მეთოდი ძალიან ძვირი ღირდა. დევილი საფრანგეთის იმპერატორის ნაპოლეონ III-ის განსაკუთრებული მფარველობით სარგებლობდა. ერთგულებისა და მადლიერების ნიშნად დევილმა ნაპოლეონის ვაჟისთვის, ახალშობილი პრინცისთვის დაამზადა ელეგანტურად ამოტვიფრული ჭექა-ქუხილი - პირველი „სამომხმარებლო პროდუქტი“ ალუმინისგან. ნაპოლეონი კი აპირებდა თავისი გვარდიის ალუმინის კუირებით აღჭურვას, მაგრამ ფასი აკრძალული იყო. მაშინ 1 კგ ალუმინი ღირდა 1000 მარკა, ე.ი. 5-ჯერ უფრო ძვირი ვიდრე ვერცხლი. ელექტროლიტური პროცესის გამოგონებამდე ალუმინი ისეთივე ღირებული გახდა, როგორც ჩვეულებრივი ლითონები.
იცოდით, რომ ალუმინი ადამიანის ორგანიზმში მოხვედრისას იწვევს ნერვული სისტემის აშლილობას, როდესაც ის ჭარბობს, ნივთიერებათა ცვლა ირღვევა. და დამცავი აგენტებია ვიტამინი C, კალციუმი, თუთიის ნაერთები.
როდესაც ალუმინი იწვის ჟანგბადში და ფტორში, ბევრი სითბო გამოიყოფა. ამიტომ, იგი გამოიყენება როგორც სარაკეტო საწვავის დანამატი. სატურნის რაკეტა ფრენის დროს წვავს 36 ტონა ალუმინის ფხვნილს. ლითონების, როგორც სარაკეტო საწვავის კომპონენტად გამოყენების იდეა პირველად შემოგვთავაზა F.A. Zander-მა.

სიმულატორები

სიმულატორი No1 - ალუმინის მახასიათებლები პოზიციის მიხედვით დ.ი.მენდელეევის ელემენტების პერიოდულ სისტემაში

სიმულატორი No2 - ალუმინის რეაქციების განტოლებები მარტივ და რთულ ნივთიერებებთან

სიმულატორი No3 - ალუმინის ქიმიური თვისებები

ამოცანები განმტკიცებისთვის

No1. ალუმინის ქლორიდიდან ალუმინის მისაღებად, კალციუმის მეტალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შემცირების აგენტი. შეადგინეთ ამ ქიმიური რეაქციის განტოლება, დაახასიათეთ ეს პროცესი ელექტრონული ბალანსის გამოყენებით.
დაფიქრდი! რატომ არ შეიძლება ეს რეაქცია წყალხსნარში განხორციელდეს?

No2. დაასრულეთ ქიმიური რეაქციების განტოლებები:
Al + H 2 SO 4 (ხსნარი ) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (კონც )-ტ ->
Al + NaOH + H 2 O ->

No3. შეასრულეთ ტრანსფორმაციები:
Al -> AlCl 3 -> Al -> Al 2 S 3 -> Al(OH) 3 - t -> Al 2 O 3 -> Al

No4. Პრობლემის გადაჭრა:
ალუმინის-სპილენძის შენადნობი ექვემდებარებოდა ნატრიუმის ჰიდროქსიდის კონცენტრირებულ ხსნარს გაცხელებისას. 2,24 ლიტრი გაზი (ნ.ო.ს.) გათავისუფლდა. გამოთვალეთ შენადნობის პროცენტული შემადგენლობა, თუ მისი საერთო მასა იყო 10 გ?

პორტალი სტუდენტისთვის. თვითმმართველობის მომზადება

ჩამოტვირთვა:

გადახედვა:

ალუმინი, როგორც ელექტროგამტარი

ალუმინის და სპილენძის მავთულის შეერთება

Ზოგადი მახასიათებლები.

ᲓᲐᲙᲐᲕᲨᲘᲠᲔᲑᲣᲚᲘ ᲡᲢᲐᲢᲘᲔᲑᲘ