Алюминий: лёгкий металл, защитная плёнка и амфотерность
Алюминий химически активен, но устойчив на воздухе благодаря тонкой оксидной плёнке. Его оксид и гидроксид реагируют и с кислотами, и с сильными основаниями.
1. Строение и свойства
Распределение электронов алюминия по оболочкам — 2,8,3. Он обычно отдаёт три валентных электрона и образует Al3+. Металлическая связь обеспечивает проводимость, ковкость и пластичность. Низкая плотность полезна в лёгких конструкциях, а легирование повышает прочность.
Свежий алюминий быстро реагирует: 4Al + 3O2 → 2Al2O3. Компактная прилегающая плёнка Al2O3 изолирует металл от воздуха и воды. Такая пассивация отличается от пористой ржавчины. При царапине плёнка обычно восстанавливается в присутствии кислорода.
| Свойство | Причина или применение |
|---|---|
| Низкая плотность | Лёгкие детали и конструкции |
| Проводимость | Передача электричества и тепла |
| Оксидная плёнка | Стойкость в атмосфере |
| Легирование | Повышение прочности |
2. Амфотерные оксид и гидроксид
Амфотерный означает реагирующий и с кислотами, и с основаниями. Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O. В сильной водной щёлочи: Al2O3 + 2OH− + 3H2O → 2[Al(OH)4]−.