← К таблице
Al 13

Алюминий (Al)

Постпереходный металл
Период: 3 Группа: 13 Блок: p

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

26.981538 u

Электронная конфигурация

[Ne] 3s2 3p1

Температура плавления

660.287 °C (933.437 K)

Температура кипения

2518.85 °C (2792 K)

Плотность

2700 kg/m³

Степени окисления

−2, −1, 0, +1, +2, +3

Электроотрицательность (Полинг)

1.61

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1825

Атомный радиус

125 pm

Дополнительно

Происхождение названия Латинское: alumen, aluminis, (квасцы).
Страна открытия Дания
Первооткрыватели Ханс Кристиан Эрстед

Алюминий — легкий, серебристый постпереходный металл и самый распространенный металл в земной коре. Он термодинамически очень реакционноспособен, однако тонкая, прочно сцепленная оксидная пленка защищает металл от быстрого коррозионного разрушения на воздухе и в воде. Низкая плотность, электропроводность, формуемость и легирующие свойства делают его одним из основных конструкционных и инженерных металлов.

Чистый алюминий, серебристо-белый металл, обладает многими желательными характеристиками. Он лёгкий, немагнитный и не даёт искр, занимает второе место среди металлов по ковкости и шестое — по пластичности.

Название происходит от латинских alum и alumen, означающих «вяжущий», поскольку ранние римляне называли квасцами любое вещество с вяжущим 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 свободном виде в природе он не встречается. Весь земной алюминий соединен с другими элементами, образуя соединения. Два наиболее распространенных соединения — это квасцы, такие как сульфат алюминия-калия (KAl(SO4)2·12H2O), и оксид алюминия (Al2O3). Около 8,2% земной коры состоит из алюминия. Ученые подозревали существование неизвестного металла в квасцах уже 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, достаточно большие для определения некоторых основных свойств алюминия. Метод Вёлера был усовершенствован в 1854 году Анри Этьеном Сент-Клер Девилем, французским химиком. Процесс Девиля позволил организовать промышленное производство алюминия. В результате цена алюминия снизилась примерно со 1200 долларов за килограмм в 1852 году до примерно 40 долларов за килограмм в 1859 году. К сожалению, алюминий по-прежнему оставался слишком дорогим для широкого применения.

От латинского слова alumen, квасцы. Древние греки и римляне использовали квасцы как вяжущее средство и как протраву при окрашивании. В 1761 году де Морво предложил название alumine для основания в квасцах, а Лавуазье в 1787 году считал, что это оксид 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, еще не открытого в то время, а позднее согласился изменить его на aluminum. Вскоре после этого название aluminum было принято в соответствии с окончанием «ium» у большинства элементов.

Написание aluminium также было общепринятым в США до 1925 года, когда Американское химическое общество решило впредь использовать в своих публикациях название aluminum. См. статью Википедии об Aluminium для дополнительного обсуждения написания названия 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
Электронная конфигурация (сокр.)

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

Стабильные изотопы 1
Год открытия 1825

Распространённость

Распространённость (земная кора) 8.230e+4 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

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 Measured

Заряд иона
Протоны 13
Электроны 13
Заряд Neutral
Конфигурация Al: 3s² 3p¹
Electron configuration
Measured
[Ne] 3s² 3p¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
Orbital diagram
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
1/6 1↑
Всего электронов: 13 Неспаренных: 1 ?

Модель атома

Protons 13
Neutrons 14
Electrons 13
Mass number 27
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

Моноизотопный элемент
Единственный природный изотоп: 27 — 100.0000%
27100.0000%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
27 Стабильный26,98153853 ± 0,00000011100.0000%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 635.3 °C ниже точки плавления (660.287 °C)

Температура плавления 660.287 °C
Температура кипения 2518.85 °C
Ниже точки плавления на 635.3 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
660.287 °C
Температура кипения Literature
2518.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.11100171 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
3.047106 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
3.382909 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
2700 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
2700 kg/m³

При нормальных условиях

Дополнительно

Критическая точка Literature
6427 °C

Атомные спектры

Показано 10 из 13 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
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 Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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 Levels Holdings →
13 Al 26.9815385

Aluminum — Визуализатор атомных орбиталей

[Ne]3s23p1
Уровни энергии 2 8 3
Степени окисления -2, -1, 0, +1, +2, +3
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Aluminum — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
13 Al 26.9815385

Aluminum — Визуализатор кристаллической структуры

Face-Centered Cubic · Pearson cF4
Экспериментальные
Pearson cF4
Коорд. № 12
Упаковка 74.000%
Aluminum — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+34N/A39 пм
+35N/A48 пм
+36N/A53.5 пм

Соединения

Al
26.982 а.е.м.
Al+3
26.982 а.е.м.
Al
25.987 а.е.м.
Al
28.980 а.е.м.
Al
26.982 а.е.м.
Al
27.982 а.е.м.
Al+3
26.982 а.е.м.

Изотопы (1)

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
27 Стабильный26,98153853 ± 0,00000011100.0000%Стабильный
stable
27 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 26,98153853 ± 0,00000011
Природная распространённость 100.0000%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 341 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
466.3046 нм1000Al IIemission3p2 1D → 3s.4p 1P*ИзмереноNIST
559.33 нм800Al IIemission3s.4p 1P* → 3s.4d 1DИзмереноNIST
458.5818 нм500Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*ИзмереноNIST
458.8199 нм400Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*ИзмереноNIST
464.8609 нм400Al IIemission3s.4d 1D → 3s.10p 1P*ИзмереноNIST
466.6799 нм400Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.11s 1SИзмереноNIST
458.975 нм300Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*ИзмереноNIST
444.7805 нм200Al IIemission3s.4d 1D → 3s.11p 1P*ИзмереноNIST
458.968 нм200Al IIemission3s.4d 3D → 3s.7f 3F*ИзмереноNIST
600.641 нм200Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.7d 3DИзмереноNIST
390.0675 нм100Al IIemission3s.3p 1P* → 3p2 1DИзмереноNIST
528.3733 нм100Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.8d 3DИзмереноNIST
561.329 нм100Al IIemission3s.4d 1D → 3s.7f 1F*ИзмереноNIST
585.376 нм100Al IIemission3s.4d 3D → 3s.6f 3F*ИзмереноNIST
624.337 нм100Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3DИзмереноNIST
704.208 нм100Al IIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*ИзмереноNIST
747.141 нм90Al IIemission3s.3d 1D → 3s.4f 1F*ИзмереноNIST
586.177 нм80Al IIemission3s.4d 3D → 3s.6f 3F*ИзмереноNIST
597.197 нм80Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.7d 1DИзмереноNIST
683.713 нм80Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.5s 3SИзмереноNIST
623.175 нм75Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3DИзмереноNIST
600.187 нм60Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.7d 3DИзмереноNIST
422.6816 нм50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.8f 3F*ИзмереноNIST
422.7495 нм50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.8f 3F*ИзмереноNIST
422.7987 нм50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.8f 3F*ИзмереноNIST
586.79 нм50Al IIemission3s.4d 3D → 3s.6f 3F*ИзмереноNIST
607.32 нм50Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.8s 3SИзмереноNIST
622.619 нм50Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.4d 3DИзмереноNIST
682.339 нм50Al IIemission3s.4p 3P* → 3s.5s 3SИзмереноNIST
705.671 нм50Al IIemission3s.4s 3S → 3s.4p 3P*ИзмереноNIST
744.944 нм50Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.6d 1DИзмереноNIST
399.5837 нм40Al IIemission3s.4d 3D → 3s.9f 3F*ИзмереноNIST
450.371 нм40Al IVemission2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[5/2]ИзмереноNIST
600.192 нм40Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.7d 3DИзмереноNIST
399.6141 нм30Al IIemission3s.4d 3D → 3s.9f 3F*ИзмереноNIST
450.237 нм30Al IVemission2s2.2p5.(2P*<1/2>).4s 2[1/2]* → 2s2.2p5.(2P*<1/2>).4p 2[3/2]ИзмереноNIST
463.576 нм30Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.10d 3DИзмереноNIST
528.5838 нм30Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.8d 1DИзмереноNIST
606.112 нм30Al IIemission3s.5p 1P* → 3s.8s 1SИзмереноNIST
633.571 нм30Al IIemission3s.3d 1D → 3s.5p 1P*ИзмереноNIST
399.6368 нм20Al IIemission3s.4d 3D → 3s.9f 3F*ИзмереноNIST
402.6318 нм20Al IIemission3s.3d 1D → 3s.6p 1P*ИзмереноNIST
446.894 нм20Al IVemission2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[3/2]ИзмереноNIST
569.66 нм17Al IIIemission2p6.4s 2S → 2p6.4p 2P*ИзмереноNIST
572.273 нм16Al IIIemission2p6.4s 2S → 2p6.4p 2P*ИзмереноNIST
462.038 нм15Al IVemission2s2.2p5.(2P*<3/2>).4s 2[3/2]* → 2s2.2p5.(2P*<3/2>).4p 2[5/2]ИзмереноNIST
531.6073 нм15Al IIemission3s.5p 3P* → 3s.9s 3SИзмереноNIST
452.919 нм14Al IIIemission2p6.4p 2P* → 2p6.4d 2DИзмереноNIST
451.257 нм13Al IIIemission2p6.4p 2P* → 2p6.4d 2DИзмереноNIST
669.6018 нм13Al Iemission3s2.4s 2S → 3s2.5p 2P*ИзмереноNIST

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 плавления933.47 K
Температура кипения2792.15 K
Критическая точка (температура)6700.15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (5)
nОрбитальσ
1s0.409
2p4.0366
2s4.7864
3p8.9344
3s8.8828
Детализация кристаллических радиусов (3)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
3IV53
3V62
3VI67.5from r^3 vs V plots,
Режимы распада изотопов (51)
ИзотопРежимИнтенсивность
21p
22B+100%
22B+p55%
222p1.1%
22B+A0%
23B+100%
23B+p1.2%
24B+100%
24B+A0%
24B+p0%
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
Энергия (eV)f₁f₂
103.1199
10.16173.05822
10.32612.99776
10.49312.9385
10.66282.88041
10.83532.82347
11.01062.76766
11.18862.722
11.36962.69148
11.55352.66129

Дополнительные данные

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)

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.