Алюминий (Al)
Постпереходный металлТвердое вещество
Стандартный атомный вес
26.981538 uЭлектронная конфигурация
[Ne] 3s2 3p1Температура плавления
660.287 °C (933.437 K)Температура кипения
2518.85 °C (2792 K)Плотность
2700 kg/m³Степени окисления
−2, −1, 0, +1, +2, +3Электроотрицательность (Полинг)
1.61Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1825Атомный радиус
125 pmДополнительно
Алюминий — легкий серебристый постпереходный металл и самый распространенный металл в земной коре. Термически он очень реакционноспособен, однако тонкая прочно сцепленная оксидная пленка защищает металл от быстрого коррозионного разрушения на воздухе и в воде. Низкая плотность, электропроводность, способность к формованию и легирующее поведение делают его одним из основных конструкционных и инженерных металлов.
Чистый алюминий, серебристо-белый металл, обладает многими желательными свойствами. Он лёгкий, немагнитный и не даёт искр, занимает второе место среди металлов по ковкости и шестое по тягучести.
Название происходит от латинских слов alum и alumen, означающих «стягивающий», поскольку ранние римляне называли квасцами любое вещество со стягивающим вкусом. Элемент был известен в доисторические времена. В 1825 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед выделил нечистый алюминий. Чистый металл впервые был выделен немецким химиком Фридрихом Вёлером в 1827 году.
Хотя алюминий является самым распространенным металлом в земной коре, в природе он никогда не встречается в свободном виде. Весь алюминий Земли соединен с другими элементами в составе соединений. Два наиболее распространенных соединения — это квасцы, такие как сульфат калия-алюминия (KAl(SO4)2·12H2O), и оксид алюминия (Al2O3). Около 8,2% земной коры состоит из алюминия. Ученые предполагали существование неизвестного металла в квасцах еще в 1787 году, но не имели способа извлечь его до 1825 года. Ханс Кристиан Эрстед, датский химик, первым получил небольшие количества алюминия. Два года спустя Фридрих Вёлер, немецкий химик, разработал другой способ получения алюминия. К 1845 году он смог получать образцы достаточного размера, чтобы определить некоторые основные свойства алюминия. Метод Вёлера был усовершенствован в 1854 году Анри Этьеном Сент-Клер Девилем, французским химиком. Процесс Девиля позволил осуществлять промышленное производство алюминия. В результате цена алюминия снизилась примерно с 1200 долларов за килограмм в 1852 году до примерно 40 долларов за килограмм в 1859 году. К сожалению, алюминий оставался слишком дорогим для широкого применения.
От латинского слова alumen, квасцы. Древние греки и римляне использовали квасцы как вяжущее средство и как протраву при крашении. В 1761 году де Морво предложил название alumine для основы в квасцах, а Лавуазье в 1787 году считал это оксидом еще не открытого металла.
Фридриху Вёлеру обычно приписывают выделение металла в 1827 году, хотя нечистая форма была получена Эрстедом двумя годами ранее. В 1807 году Дэви предложил название aluminium для металла, в то время еще не открытого, а позднее согласился изменить его на aluminum. Вскоре после этого название aluminum было принято в соответствии с окончанием «ium», характерным для большинства элементов.
Aluminium также было принятой орфографией в США до 1925 года, когда Американское химическое общество решило в дальнейшем использовать в своих публикациях название aluminum. См. статью в Википедии об Aluminium для дополнительного обсуждения орфографии этого элемента.
Изображения
Свойства
Физические
- Атомный радиус (эмпир.)
- 125 pm
- Ковалентный радиус
- 121 pm
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 184 pm
- Металлический радиус
- 125 pm
- Плотность
- Молярный объём
- 0.01 L/mol
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 660.287 °C
- Температура кипения
- 2518.85 °C
- Теплопроводность
- 237 Вт/(м·К)
- Удельная теплоёмкость
- 0.897 Дж/(г·К)
- Молярная теплоёмкость
- 24.2 Дж/(моль·К)
- Кристаллическая структура
- fcc
Химические
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.61
- Электроотрицательность (Аллен)
- 1.613
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- −2, −1, 0, +1, +2, +3
- Валентные электроны
- 3
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Критическая точка (температура)
- 6427 °C
- Теплота плавления
- 0.11100171 eV
- Теплота парообразования
- 3.047106 eV
- Теплота возгонки
- 3.382909 eV
- Теплота атомизации
- 3.382909 eV
- Энтальпия атомизации
Ядерные
- Протоны
- 13
- Нейтроны
- 14
- Известные изотопы
- 23
- Стабильные изотопы
- 1
- Наиболее стабильный изотоп
- Al-27
- Год открытия
- 1825
Распространённость
- Распространённость (земная кора)
- 8.230e+4 мг/кг
- Распространённость (океан)
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 405 pm
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 3
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7429-90-5
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Al
- InChI Key
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Al: 3s² 3p¹[Ne] 3s² 3p¹1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 27 Стабильный | 26,98153853 ± 0,00000011 | 100.0000% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 635.3 °C ниже точки плавления (660.287 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Дополнительно
Атомные спектры
Показано 10 из 13 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Al I | 0 | 589 | 322 | 560 |
| Al II | +1 | 1429 | 986 | 1429 |
| Al III | +2 | 344 | 259 | 344 |
| Al IV | +3 | 409 | 123 | 409 |
| Al V | +4 | 600 | 444 | 600 |
| Al VI | +5 | 515 | 491 | 515 |
| Al VII | +6 | 350 | 339 | 350 |
| Al VIII | +7 | 440 | 418 | 438 |
| Al IX | +8 | 372 | 339 | 372 |
| Al X | +9 | 189 | 169 | 189 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Al I | 0 | 192 |
| Al II | +1 | 219 |
| Al III | +2 | 84 |
| Al IV | +3 | 121 |
| Al V | +4 | 158 |
| Al VI | +5 | 87 |
| Al VII | +6 | 73 |
| Al VIII | +7 | 95 |
| Al IX | +8 | 69 |
| Al X | +9 | 61 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +3 | 4 | N/A | 39 пм |
| +3 | 5 | N/A | 48 пм |
| +3 | 6 | N/A | 53.5 пм |
Соединения
Изотопы (1)
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 27 Стабильный | 26,98153853 ± 0,00000011 | 100.0000% | Стабильный | stable |
Спектральные линии
Показано 50 из 341 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.
| Длина волны (нм) | Интенсивность | Стадия ионизации | Тип | Переход | Точность | Источник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 466.3046 нм | 1000 | Al II | emission | 3p2 1D → 3s.4p 1P* | Измерено | NIST | |
| 559.33 нм | 800 | Al II | emission | 3s.4p 1P* → 3s.4d 1D | Измерено | NIST | |
| 458.5818 нм | 500 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.7f 3F* | Измерено | NIST | |
| 458.8199 нм | 400 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.7f 3F* | Измерено | NIST | |
| 464.8609 нм | 400 | Al II | emission | 3s.4d 1D → 3s.10p 1P* | Измерено | NIST | |
| 466.6799 нм | 400 | Al II | emission | 3s.5p 1P* → 3s.11s 1S | Измерено | NIST | |
| 458.975 нм | 300 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.7f 3F* | Измерено | NIST | |
| 444.7805 нм | 200 | Al II | emission | 3s.4d 1D → 3s.11p 1P* | Измерено | NIST | |
| 458.968 нм | 200 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.7f 3F* | Измерено | NIST | |
| 600.641 нм | 200 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.7d 3D | Измерено | NIST | |
| 390.0675 нм | 100 | Al II | emission | 3s.3p 1P* → 3p2 1D | Измерено | NIST | |
| 528.3733 нм | 100 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.8d 3D | Измерено | NIST | |
| 561.329 нм | 100 | Al II | emission | 3s.4d 1D → 3s.7f 1F* | Измерено | NIST | |
| 585.376 нм | 100 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.6f 3F* | Измерено | NIST | |
| 624.337 нм | 100 | Al II | emission | 3s.4p 3P* → 3s.4d 3D | Измерено | NIST | |
| 704.208 нм | 100 | Al II | emission | 3s.4s 3S → 3s.4p 3P* | Измерено | NIST | |
| 747.141 нм | 90 | Al II | emission | 3s.3d 1D → 3s.4f 1F* | Измерено | NIST | |
| 586.177 нм | 80 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.6f 3F* | Измерено | NIST | |
| 597.197 нм | 80 | Al II | emission | 3s.5p 1P* → 3s.7d 1D | Измерено | NIST | |
| 683.713 нм | 80 | Al II | emission | 3s.4p 3P* → 3s.5s 3S | Измерено | NIST | |
| 623.175 нм | 75 | Al II | emission | 3s.4p 3P* → 3s.4d 3D | Измерено | NIST | |
| 600.187 нм | 60 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.7d 3D | Измерено | NIST | |
| 422.6816 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.8f 3F* | Измерено | NIST | |
| 422.7495 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.8f 3F* | Измерено | NIST | |
| 422.7987 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.8f 3F* | Измерено | NIST | |
| 586.79 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.6f 3F* | Измерено | NIST | |
| 607.32 нм | 50 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.8s 3S | Измерено | NIST | |
| 622.619 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4p 3P* → 3s.4d 3D | Измерено | NIST | |
| 682.339 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4p 3P* → 3s.5s 3S | Измерено | NIST | |
| 705.671 нм | 50 | Al II | emission | 3s.4s 3S → 3s.4p 3P* | Измерено | NIST | |
| 744.944 нм | 50 | Al II | emission | 3s.5p 1P* → 3s.6d 1D | Измерено | NIST | |
| 399.5837 нм | 40 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.9f 3F* | Измерено | NIST | |
| 450.371 нм | 40 | Al IV | emission | 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 600.192 нм | 40 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.7d 3D | Измерено | NIST | |
| 399.6141 нм | 30 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.9f 3F* | Измерено | NIST | |
| 450.237 нм | 30 | Al IV | emission | 2s2.2p5.(2P*<1/2>).4s 2[1/2]* → 2s2.2p5.(2P*<1/2>).4p 2[3/2] | Измерено | NIST | |
| 463.576 нм | 30 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.10d 3D | Измерено | NIST | |
| 528.5838 нм | 30 | Al II | emission | 3s.5p 1P* → 3s.8d 1D | Измерено | NIST | |
| 606.112 нм | 30 | Al II | emission | 3s.5p 1P* → 3s.8s 1S | Измерено | NIST | |
| 633.571 нм | 30 | Al II | emission | 3s.3d 1D → 3s.5p 1P* | Измерено | NIST | |
| 399.6368 нм | 20 | Al II | emission | 3s.4d 3D → 3s.9f 3F* | Измерено | NIST | |
| 402.6318 нм | 20 | Al II | emission | 3s.3d 1D → 3s.6p 1P* | Измерено | NIST | |
| 446.894 нм | 20 | Al IV | emission | 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[3/2] | Измерено | NIST | |
| 569.66 нм | 17 | Al III | emission | 2p6.4s 2S → 2p6.4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 572.273 нм | 16 | Al III | emission | 2p6.4s 2S → 2p6.4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 462.038 нм | 15 | Al IV | emission | 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[5/2] | Измерено | NIST | |
| 531.6073 нм | 15 | Al II | emission | 3s.5p 3P* → 3s.9s 3S | Измерено | NIST | |
| 452.919 нм | 14 | Al III | emission | 2p6.4p 2P* → 2p6.4d 2D | Измерено | NIST | |
| 451.257 нм | 13 | Al III | emission | 2p6.4p 2P* → 2p6.4d 2D | Измерено | NIST | |
| 669.6018 нм | 13 | Al I | emission | 3s2.4s 2S → 3s2.5p 2P* | Измерено | NIST |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
- Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)
- Ковалентный радиус (Брэгг)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Truhlar
- Batsanov
- Alvarez
- UFF
- MM3
- Dreiding
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (Рам)
- Металлический радиус (C12)
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- Miedema
- Gunnarsson–Lundqvist
- Robles–Bartolotti
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
- C₆
- C₆ (Gould–Bučko)
Параметры Мидемы
- Молярный объём Мидемы
- Электронная плотность Мидемы
Риск поставок и экономика
- Концентрация производства
- Относительный риск поставок
- Распределение запасов
- Политическая стабильность (топ-производитель)
- Политическая стабильность (топ-запасы)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 933.47 K |
| Температура кипения | 2792.15 K |
| Критическая точка (температура) | 6700.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (5)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0.409 |
| 2 | p | 4.0366 |
| 2 | s | 4.7864 |
| 3 | p | 8.9344 |
| 3 | s | 8.8828 |
Детализация кристаллических радиусов (3)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 3 | IV | 53 | ||
| 3 | V | 62 | ||
| 3 | VI | 67.5 | from r^3 vs V plots, |
Режимы распада изотопов (51)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 21 | p | — |
| 22 | B+ | 100% |
| 22 | B+p | 55% |
| 22 | 2p | 1.1% |
| 22 | B+A | 0% |
| 23 | B+ | 100% |
| 23 | B+p | 1.2% |
| 24 | B+ | 100% |
| 24 | B+A | 0% |
| 24 | B+p | 0% |
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 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 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
8.23×104 milligrams per kilogram
Источники (1)
- [5] Aluminum https://education.jlab.org/itselemental/ele013.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
2×10-3 milligrams per liter
Источники (1)
- [5] Aluminum https://education.jlab.org/itselemental/ele013.html
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.
Источники (1)
- [6] Aluminum https://periodic.lanl.gov/13.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
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.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
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/
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.
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
This section provides all form of data related to element Aluminum.
The element property data was retrieved from publications.

