鋁的化學性質


介紹

由於鋁的化學性質,純淨狀態的鋁非常稀少。此外,由於它以化合物形式與其他物質結合,它是地球上最豐富的化合物之一。“明礬和氧化鋁”是發現的兩種最常見的顆粒,體現了這種材料的化學性質。本教程有助於理解鋁在不同方面的用途,並分享關於鋁的化學性質的知識。

關於鋁的資訊

鋁的電子數為 13,這意味著鋁原子核中恰好有 13 個質子。鋁最顯著的特性是它可以與自然界中超過 270 種物質結合。由於這種材料的柔軟性和耐用性,它具有巨大的用途。鋁不是磁性材料,也不耐腐蝕。在適當的狀態下,鋁可以溶解在水中。鋁屬於“硼族”,其電子構型為“${1s^2\:2s^2\: 2p^6 \:3s^2\: 3p^1}$”(Ponnusamy 等人,2020)。

透過包含“第 13 族”物質,鋁可以形成“Al3+ 離子”的離子。

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圖 1:關於鋁的資訊

鋁的一個主要特徵是,它在化學反應中密度非常低,這使得這種元素變得柔軟、耐用,並且可以在“多種形態”中使用。鋁的化學和生物應用將其塑造成地球上一種多方面的材料。使用這種材料的好處可以幫助製造不同的物品,例如罐頭、飛機和火箭零件、廚房用具、箔片以及在不同行業中具有用途的其他各種材料。不同形式的鋁應用於製造汽車、手錶、腳踏車、鐵路機車和其他材料(Matmatch,2022)。

該材料的用途歸因於其重量輕,並且可以輕鬆地將鋁塑造成所需的形狀。

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圖 2:“鋁的性質和應用”

鋁的化學性質

以下說明與鋁的第一個化學性質有關:鋁與空氣的反應取決於氧化層,氧化層可以保護鋁的塗層免受空氣侵蝕。如果“氧化層”受到損傷,則可以觀察到鋁金屬的脆弱性,它會與氧氣反應並導致“兩性氧化物”的出現。

另一種與酸的反應可以生成氫氣的分子式。鋁的化學性質是與另一種成分的反應。在這種形成中,礦物酸具有反應性,可以產生可能含有液體的溶液,同時釋放 H2。HCL 和鋁之間的反應也會產生釋放氫氣的反應。

鋁材料的第三個化學性質是形成新的化合物。氧和氫具有不同的化學性質,這使得這些物質在當前環境中變得重要(Mwema 等人,2018)。

“氧和鋁的電負性”使得鋁能夠形成共價鍵並能夠與氧氣反應。鋁與受熱的物質反應,併產生無色的鈉溶液。

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                                                                                                       圖 3:鋁的化學性質

以下是由於行為而屬於化學性質的鋁的獨特特徵

  • 鋁是一種由“銀色型別”組成的材料,幷包含藍色的顏色。

  • 鋁的熔點為 660°C。

  • 鋁的密度為“2.708 克/立方厘米”。

鋁的應用

鋁的不同應用適用於不同的行業,以創造旨在最耐用的材料。地球上鋁的含量約為地殼的百分之八。不同型別的金屬可以形成不同狀態的物品,從而可以製造合成材料。鋁是一種用於建造不同材料的穩定材料。鋁的利用不用於建造不可持續的不同材料,因為鋁不是穩定的材料。此外,與鎂、錳、銅和矽等其他材料的組合重量輕,但形成了穩定的結構(Smith 等人,2018)。它們有效地用於建造通常用於飛機的不同材料,並且這些材料用於不同的運輸類別。

同位素

“鋁有六種放射性同位素。”鋁的天然同位素是指鋁-27。同位素是關於形成新元素的形成。 “質量數”是指原子核中中子和質子的表示。值得注意的是,根據化學,質子決定了特性,但“原子中中子的數量”可能會因數量而異。不同的數字是材料同位素的參考。

結論

本教程重點介紹了地球上最豐富的材料之一——鋁的化學性質。它具有較低的密度,其耐用性可以促進不同重要物品的開發。大多數情況下,其他材料的組合有助於創造鋁的有用應用。由於現代福利,鋁的應用可用於建造不同的物品。

常見問題解答 (FAQ)

Q1. 鋁中可用的離子數是多少?

鋁中存在的離子數為 13,這意味著每個鋁原子中都包含 13 個電子和 13 個質子。

Q2. 鋁的性質是什麼?

鋁密度低,材料的導熱性高,並且是一種無毒材料。

Q3. 鋁的可能應用是什麼?

建造穩定且輕質的材料指的是鋁的應用。

在不同的運輸用例中,鋁正在取代鋼鐵,因為其具有有效穩定和輕質的特性。

參考文獻

期刊

Ponnusamy,P.,Rahman Rashid,R. A.,Masood,S. H.,Ruan,D. 和 Palanisamy,S.(2020)。

選擇性雷射熔化列印鋁合金的力學效能:綜述。材料,13(19),4301。檢索自:https://www.mdpi.com/1996-1944/13/19/4301/pdf

Smith,S. R.,Rafati,R.,Haddad,A. S.,Cooper,A. 和 Hamidi,H.(2018)。氧化鋁奈米粒子在增強高壓高溫條件下水基泥漿的流變和過濾效能中的應用。膠體與介面A:物理化學與工程方面,537,361-371。檢索自:https://aura.abdn.ac.uk

網站

Chemistryexplained,(2022),鋁,檢索自:http://www.chemistryexplained.com/a> [於 2022 年 6 月 23 日檢索]

Matmatch,(2022),鋁的化學性質和應用,檢索自: https://matmatch.com [於 2022 年 6 月 23 日檢索]

Twi,(2022),鋁材料,檢索自:https://www.twi-global.com [於 2022 年 6 月 23 日檢索]

更新於: 2022-10-13

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