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Al 13

Aluminum (Al)

post-transition-metal
周期: 3 族: 13 ブロック: p

Solid

標準原子量

26.981538 u

電子配置

[Ne] 3s2 3p1

融点

660.287 °C

沸点

2518.85 °C

密度

2700 kg/m³

酸化数

−2, −1, 0, +1, +2, +3

電気陰性度(Pauling)

1.61

第1イオン化エネルギー

5.985769 eV

発見年

1825

原子半径

125 pm

詳細

名称の由来 Latin: alumen, aluminis, (alum).
発見国 Denmark
発見者 Hans Christian Oersted

Aluminum is a light, silvery post-transition metal and the most abundant metal in Earth’s crust. It is highly reactive thermodynamically, but a thin, adherent oxide film protects the metal from rapid corrosion in air and water. Its low density, electrical conductivity, formability, and alloying behavior make it one of the major structural and engineering metals.

Pure aluminum, a silvery-white metal, possesses many desirable characteristics. It is light, it is nonmagnetic and nonsparking, stands second among metals in the scale of malleability, and sixth in ductility.

The name derives from the Latin, alum and alumen for "stringent" because the early Romans called any substance with a stringent taste alum. The element was known in prehistoric times. In 1825, the Danish physicist, Hans Christian Oersted, isolated impure aluminium. The pure metal was first isolated by the German chemist Friedrich Wöhler in 1827.

Although aluminum is the most abundant metal in the earth's crust, it is never found free in nature. All of the earth's aluminum has combined with other elements to form compounds. Two of the most common compounds are alum, such as potassium aluminum sulfate (KAl(SO4)2·12H2O), and aluminum oxide (Al2O3). About 8.2% of the earth's crust is composed of aluminum. Scientists suspected than an unknown metal existed in alum as early as 1787, but they did not have a way to extract it until 1825. Hans Christian Oersted, a Danish chemist, was the first to produce tiny amounts of aluminum. Two years later, Friedrich Wöhler, a German chemist, developed a different way to obtain aluminum. By 1845, he was able to produce samples large enough to determine some of aluminum's basic properties. Wöhler's method was improved in 1854 by Henri Étienne Sainte-Claire Deville, a French chemist. Deville's process allowed for the commercial production of aluminum. As a result, the price of aluminum dropped from around $1200 per kilogram in 1852 to around $40 per kilogram in 1859. Unfortunately, aluminum remained too expensive to be widely used.

From the Latin word alumen, alum. The ancient Greeks and Romans used alum as an astringent and as a mordant in dyeing. In 1761 de Morveau proposed the name alumine for the base in alum, and Lavoisier, in 1787, thought this to be the oxide of a still undiscovered metal.

Friedrich Wohler is generally credited with having isolated the metal in 1827, although an impure form was prepared by Oersted two years earlier. In 1807, Davy proposed the name aluminium for the metal, undiscovered at that time, and later agreed to change it to aluminum. Shortly thereafter, the name aluminum was adopted to conform with the "ium" ending of most elements.

Aluminium was also the accepted spelling in the U.S. until 1925, at which time the American Chemical Society decided to use the name aluminum thereafter in their publications. See the Wikipedia entry on Aluminium for additional discussion on the spelling of this element.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
125 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
121 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
184 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
125 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
2700 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.01 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
660.287 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
2518.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
237 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.897 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
24.2 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
面心立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.61 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.613
電子親和力
0.4328 eV
第1イオン化エネルギー
5.985769 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
18.828615 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
28.44774 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
119.992813 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
153.825729 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−2, −1, 0, +1, +2, +3 全元素の酸化数を比較 →
価電子
3 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ne] 3s2 3p1

熱力学的性質

臨界点(温度)
6427 °C
融解熱
0.11100171 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
3.047106 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
3.382909 eV
原子化熱
3.382909 eV
原子化エンタルピー
3.429549 eV

原子核

陽子数
13 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
14 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
23 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Al-27
発見年
1825

存在度

存在度(地殻)
8.23e+4 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
0.002 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
405 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 3 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7429-90-5 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
2P°1/2
InChI
InChI=1S/Al
InChI Key
XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 13
電子 13
電荷 中性
電子配置 Al: 3s² 3p¹
電子配置
測定値
[Ne] 3s² 3p¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
1/6 1↑
総電子数: 13 不対電子: 1 ?

原子モデル

陽子 13
中性子 14
電子 13
質量数 27
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

単同位体元素
天然に存在する唯一の同位体:27 — 100.0000%
27100.0000%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
27 安定26.98153853 ± 0.00000011100.0000%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(660.287 °C)より635.3 °C低い

融点 660.287 °C
沸点 2518.85 °C
融点との差(下) 635.3 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
660.287 °C
沸点 文献値
2518.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.11100171 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
3.047106 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
3.382909 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
2700 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
2700 kg/m³

標準条件下

詳細

臨界点 文献値
6427 °C

原子スペクトル

全13件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Al I 0589322560
Al II +114299861429
Al III +2344259344
Al IV +3409123409
Al V +4600444600
Al VI +5515491515
Al VII +6350339350
Al VIII +7440418438
Al IX +8372339372
Al X +9189169189
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Al I 0192
Al II +1219
Al III +284
Al IV +3121
Al V +4158
Al VI +587
Al VII +673
Al VIII +795
Al IX +869
Al X +961
NIST準位データの収録状況 →
13 Al 26.9815385

Aluminum — 原子軌道可視化ツール

[Ne]3s23p1
エネルギー準位 2 8 3
酸化数 -2, -1, 0, +1, +2, +3
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Aluminum — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
13 Al 26.9815385

Aluminum — 結晶構造可視化ツール

Face-Centered Cubic · ピアソン記号 cF4
実験値
ピアソン記号 cF4
配位数 12
充填率 74.000%
Aluminum — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+34データなし39 pm
+35データなし48 pm
+36データなし53.5 pm

化合物

Al
26.982 u
Al+3
26.982 u
Al
25.987 u
Al
28.980 u
Al
26.982 u
Al
27.982 u
Al+3
26.982 u

同位体 (1)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
27 安定26.98153853 ± 0.00000011100.0000%安定
stable
27 安定
原子質量(u) 26.98153853 ± 0.00000011
天然存在比 100.0000%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全341件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
466.3046 nm1000Al IIemission3p2 1D → 3s.4p 1P*測定値NIST
559.33 nm800Al IIemission3s.4p 1P* → 3s.4d 1D測定値NIST
458.5818 nm500Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*測定値NIST
458.8199 nm400Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*測定値NIST
464.8609 nm400Al IIemission3s.4d 1D → 3s.10p 1P*測定値NIST
466.6799 nm400Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.11s 1S測定値NIST
458.975 nm300Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*測定値NIST
444.7805 nm200Al IIemission3s.4d 1D → 3s.11p 1P*測定値NIST
458.968 nm200Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*測定値NIST
600.641 nm200Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.7d 3D測定値NIST
390.0675 nm100Al IIemission3s.3p 1P* → 3p2 1D測定値NIST
528.3733 nm100Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.8d 3D測定値NIST
561.329 nm100Al IIemission3s.4d 1D → 3s.7f 1F*測定値NIST
585.376 nm100Al IIemission3s.4d 3D → 3s.6f 3F*測定値NIST
624.337 nm100Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3D測定値NIST
704.208 nm100Al IIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*測定値NIST
747.141 nm90Al IIemission3s.3d 1D → 3s.4f 1F*測定値NIST
586.177 nm80Al IIemission3s.4d 3D → 3s.6f 3F*測定値NIST
597.197 nm80Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.7d 1D測定値NIST
683.713 nm80Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.5s 3S測定値NIST
623.175 nm75Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3D測定値NIST
600.187 nm60Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.7d 3D測定値NIST
422.6816 nm50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.8f 3F*測定値NIST
422.7495 nm50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.8f 3F*測定値NIST
422.7987 nm50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.8f 3F*測定値NIST
586.79 nm50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.6f 3F*測定値NIST
607.32 nm50Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.8s 3S測定値NIST
622.619 nm50Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3D測定値NIST
682.339 nm50Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.5s 3S測定値NIST
705.671 nm50Al IIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*測定値NIST
744.944 nm50Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.6d 1D測定値NIST
399.5837 nm40Al IIemission3s.4d 3D → 3s.9f 3F*測定値NIST
450.371 nm40Al IVemission2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[5/2]測定値NIST
600.192 nm40Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.7d 3D測定値NIST
399.6141 nm30Al IIemission3s.4d 3D → 3s.9f 3F*測定値NIST
450.237 nm30Al IVemission2s2.2p5.(2P*<1/2>).4s 2[1/2]* → 2s2.2p5.(2P*<1/2>).4p 2[3/2]測定値NIST
463.576 nm30Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.10d 3D測定値NIST
528.5838 nm30Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.8d 1D測定値NIST
606.112 nm30Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.8s 1S測定値NIST
633.571 nm30Al IIemission3s.3d 1D → 3s.5p 1P*測定値NIST
399.6368 nm20Al IIemission3s.4d 3D → 3s.9f 3F*測定値NIST
402.6318 nm20Al IIemission3s.3d 1D → 3s.6p 1P*測定値NIST
446.894 nm20Al IVemission2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[3/2]測定値NIST
569.66 nm17Al IIIemission2p6.4s 2S → 2p6.4p 2P*測定値NIST
572.273 nm16Al IIIemission2p6.4s 2S → 2p6.4p 2P*測定値NIST
462.038 nm15Al IVemission2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[5/2]測定値NIST
531.6073 nm15Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.9s 3S測定値NIST
452.919 nm14Al IIIemission2p6.4p 2P* → 2p6.4d 2D測定値NIST
451.257 nm13Al IIIemission2p6.4p 2P* → 2p6.4d 2D測定値NIST
669.6018 nm13Al Iemission3s2.4s 2S → 3s2.5p 2P*測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
126 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
113 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
111 pm
共有結合半径(Bragg)
135 pm

ファンデルワールス半径

Truhlar
184 pm
Batsanov
210 pm
Alvarez
225 pm
UFF
449.9 pm
MM3
236 pm
Dreiding
439 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
239 pm
金属半径(C12)
143 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
82
Pettifor
80
Glawe
78

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
3
Robles–Bartolotti
3

分極率と分散

双極子分極率
57.8 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
1 a.u.
C₆
528 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
520 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
10 cm3/mol
ミーデマ電子密度
3

供給リスクと経済性

生産集中度
31
相対供給リスク
5
埋蔵量の分布
26
政治的安定性(最大生産国)
75
政治的安定性(最大埋蔵国)
5

相転移と同素体

融点933.47 K
沸点2792.15 K
臨界点(温度)6700.15 K

酸化数の分類

+1 extended
−1 extended
0 extended
+2 extended
+3 main
−2 extended

専門参考データ

遮蔽定数 (5)
n軌道σ
1s0.409
2p4.0366
2s4.7864
3p8.9344
3s8.8828
結晶半径の詳細 (3)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3IV53
3V62
3VI67.5from r^3 vs V plots,
同位体の崩壊形式 (51)
同位体モード強度
21p—
22B+100%
22B+p55%
222p1.1%
22B+A0%
23B+100%
23B+p1.2%
24B+100%
24B+A0%
24B+p0%
X線散乱因子 (504)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—3.1199
10.1617—3.05822
10.3261—2.99776
10.4931—2.9385
10.6628—2.88041
10.8353—2.82347
11.0106—2.76766
11.1886—2.722
11.3696—2.69148
11.5535—2.66129

追加データ

Sources

Sources of this element.

The method of obtaining aluminum metal by the electrolysis of alumina dissolved in cryolite was discovered in 1886 by Hall in the U.S. and at about the same time by Heroult in France. Cryolite, a natural ore found in Greenland, is no longer widely used in commercial production, but has been replaced by an artificial mixture of sodium, aluminum, and calcium fluorides.

Aluminum can now be produced from clay, but the process is not economically feasible at present. Aluminum is the most abundant metal to be found in the earth's crust (8.1%), but is never found free in nature. In addition to the minerals mentioned above, it is also found in granite and in many other common minerals.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Al

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Aluminium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Aluminum

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Aluminum

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Aluminum

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Aluminum

This section provides all form of data related to element Aluminum.

9 PubChem Elements
Aluminum

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。