Каков заряд ядра атома алюминия

Строение атома алюминия

Общие сведения о строении атома алюминия

Металл. Обозначение – Al. Порядковый номер – 13. Относительная атомная масса – 26,981 а.е.м.

Электронное строение атома алюминия

Атом алюминия состоит из положительно заряженного ядра (+13), внутри которого находится 13 протонов и 14 нейтронов. Ядро окружено тремя оболочками, по которым движутся 13 электронов.

Рис. 1. Схематическое изображение строения атома алюминия.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

На внешнем энергетическом уровне алюминия находится три электрона, все электроны 3-го подуровня. Энергетическая диаграмма принимает следующий вид:

Теоретически возможно возбужденное состояние для атома алюминия за счет наличия вакантной 3d-орбитали. Однако распаривания электронов 3s-подуровня на деле не происходит.

Примеры решения задач

Задание Определите число элементарных частиц в атомах калия, магния, железа, цинка и аргона.
Ответ Калий : Z=19, M=39. В атоме калия 19 протонов и 19 электронов. Количество нейтронов равно Z-M =39-19 = 10.

Магний : Z=12, M=24. В атоме магния 12 протонов и 12 электронов. Количество нейтронов равно Z-M =24-12 = 12.

Железо : Z=26, M=56. В атоме железа 26 протонов и 26 электронов. Количество нейтронов равно Z-M =56-26 = 30.

Цинк : Z=30, M=65. В атоме цинка 30 протонов и 30 электронов. Количество нейтронов равно Z-M =65-30 = 25.

Аргон : Z=18, M=40. В атоме аргона 18 протонов и 18 электронов. Количество нейтронов равно Z-M =40-18 = 22.

Источник

Каков заряд ядра атома алюминия

Абросимова Елена Владимировна учитель химии и биологии

Алюминий. Строение атома алюминия. Физические и химические свойства простого вещества.

Элементы г лавной подгруппы III группы периодической системы:

бор (В),алюминий (А l ), галлий ( Ga ), индий ( In ) и таллий (Т l ).

Открытие металлов главной подгруппы III группы

Бор представляет собой неметалл. Алюминий — переход­ный металл, а галлий, индий и таллий — полноценные метал­лы. Таким образом, с ростом радиусов атомов элементов каждой группы периодической системы металлические свой­ства простых веществ усиливаются.

Рассмотрим подробнее свойства алюминия.

1. Положение алюминия в таблице Д. И. Менделеева. Строение атома, проявляемые степени окисления.

Элемент алюминий расположен в III группе, главной «А» подгруппе, 3 периоде периодической системы, порядковый номер №13, относительная атомная масса Ar ( Al ) = 27. Его соседом слева в таблице является магний – типичный металл, а справа – кремний – уже неметалл. Следовательно, алюминий должен проявлять свойства некоторого промежуточного характера и его соединения являются амфотерными.

Al 0 – 3 e — → Al +3 Алюминий проявляет в соединениях степень окисления +3:

2. Физические свойства алюминия

Алюминий в свободном виде — се­ребристо-белый металл, обладающий высокой тепло- и электро­проводностью. Температура плавления 650 о С. Алюминий имеет невысокую плотность (2,7 г/см 3 ) — при­мерно втрое меньше, чем у железа или меди, и одновременно — это прочный металл.

3. Нахождение в природе

По распространённости в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до 8,14 % от массы земной коры.

В природе алюминий встречается только в соединениях (минералах).

Некоторые из них:

4. Химические свойства алюминия и его соединений

Алюминий легко взаимодействует с кислородом при обычных условиях и покрыт оксидной пленкой (она придает матовый вид).

Её толщина 0,00001 мм, но благодаря ней алюминий не коррозирует. Для изучения химических свойств алюминия оксидную пленку удаляют. (При помощи наждачной бумаги, или химически: сначала опуская в раствор щелочи для удаления оксидной пленки, а затем в раствор солей ртути для образования сплава алюминия со ртутью – амальгамы).

I . Взаимодействие с простыми веществами — неметаллами

  • Алюминий уже при комнатной температуре активно реагирует со всеми галогенами, образуя галогениды.
  • при нагревании он взаимодействует с серой (200 °С) 2А l + 3 S = А l 2 S 3 (сульфид алюминия),
  • азотом (800 °С) 2А l + N2 = 2А lN (нитрид алюминия),
  • фосфором (500 °С) А l + Р = А l Р (фосфид алюминия)
  • углеродом (2000 °С) 4А l + 3С = А l 4С3 (карбид алюминия)
  • с йодом в присутствии катализатора — воды (видео)2Аl + 3 I 2 = 2 A lI3 (йодид алюминия)

Все эти соединения полностью гидролизуются с образованием гидроксида алюминия и, соответственно, сероводорода, аммиака, фосфина и метана:

В виде стружек или порошка он ярко горит на воздухе, выде­ляя большое количество теплоты:

II . Взаимодействие алюминия со сложными веществами

  • Взаимодействие с оксидами металлов:

Алюминий – хороший восстановитель, так как является одним из активных металлов. Стоит в ряду активности сразу после щелочно-земельных металлов. Поэтому восстанавливает металлы из их оксидов. Такая реакция – алюмотермия – используется для получения чистых редких металлов, например таких, как вольфрам, ваннадий и др.

Термитная смесь Fe3O4 и Al (порошок) –используется ещё и в термитной сварке.

  • Взаимодействие с кислотами, например с раствором серной кислоты с образованием соли и водорода:

2 Al + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3 H2

С холодными концентрированными серной и азотной не реагирует (пассивирует). Поэтому азотную кислоту перевозят в алюминиевых цистернах. При нагревании алюминий способен восстанавливать эти кислоты без выделения водорода:

  • Взаимодействие алюминия с щелочами ( видео) .

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na [ Al ( OH )4] + 3 H 2

Na [А l (ОН)4] – тетрагидроксоалюминат натрия

По предложению химика Горбова, в русско-японскую войну эту реакцию использовали для получения водорода для аэростатов.

  • Взаимодействие алюминия с растворами солей :

Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:

2 Al + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 Hg

Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, образуя амальгаму.

5. Применение алюминия и его соединений: РИСУНОК 1 и РИСУНОК 2

Физические и химические свойства алюминия обусловили его широкое применение в технике. Крупным потребителем алюминия является авиационная промышленность: самолет на 2/3 состоит из алюминия и его сплавов. Самолет из стали оказался бы слишком тяжелым и смог бы нести гораздо меньше пассажиров. Поэтому алюминий называют крылатым металлом. Из алюминия изготовляют кабели и провода: при одинаковой электрической проводимости их масса в 2 раза меньше, чем соответствующих изделий из меди.

Учитывая коррозионную устойчивость алюминия, из него изготовляют детали аппаратов и тару для азотной кислоты. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии, а также для отражения тепловых лучей такой краской покрывают нефтехранилища, костюмы пожарных.

Оксид алюминия используется для получения алюминия, а также как огнеупорный материал.

Гидроксид алюминия – основной компонент всем известных лекарств маалокса, альмагеля, которые понижают кислотность желудочного сока.

Соли алюминия сильно гидролизуются. Данное свойство применяют в процессе очистки воды. В очищаемую воду вводят сульфат алюминия и небольшое количество гашеной извести для нейтрализации образующейся кислоты. В результате выделяется объемный осадок гидроксида алюминия, который, оседая, уносит с собой взвешенные частицы мути и бактерии.

Таким образом, сульфат алюминия является коагулянтом.

6. Получение алюминия

1) Современный рентабельный способ получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит Na3AlF6 растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия — электролитом.

В английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век — век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.

    • Металлический алюминий первым выделил в 1825 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед. Пропустив газообразный хлор через слой раскаленного оксида алюминия, смешанного с углем, Эрстед выделил хлорид алюминия без малейших следов влаги. Чтобы восстановить металлический алюминий, Эрстеду понадобилось обработать хлорид алюминия амальгамой калия. Через 2 года немецкий химик Фридрих Вёллер. Усовершенствовал метод, заменив амальгаму калия чистым калием.
    • В 18-19 веках алюминий был главным ювелирным металлом. В 1889 году Д.И.Менделеев в Лондоне за заслуги в развитии химии был награжден ценным подарком – весами, сделанными из золота и алюминия.
    • К 1855 году французский ученый Сен- Клер Девиль разработал способ получения металлического алюминия в технических масштабах. Но способ был очень дорогостоящий. Девиль пользовался особым покровительством Наполеона III, императора Франции. В знак своей преданности и благодарности Девиль изготовил для сына Наполеона, новорожденного принца, изящно гравированную погремушку – первое «изделие ширпотреба» из алюминия. Наполеон намеревался даже снарядить своих гвардейцев алюминиевыми кирасами, но цена оказалась непомерно высокой. В то время 1 кг алюминия стоил 1000 марок, т.е. в 5 раз дороже серебра. Только после изобретения электролитического процесса алюминий по своей стоимости сравнялся с обычными металлами.
    • А знаете ли вы, что алюминий, поступая в организм человека, вызывает расстройство нервной системы. При его избытке нарушается обмен веществ. А защитными средствами является витамин С, соединения кальция, цинка.
    • При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется много тепла. Поэтому его используют как присадку к ракетному топливу. Ракета «Сатурн» сжигает за время полёта 36 тонн алюминиевого порошка. Идея использования металлов в качестве компонента ракетного топлива впервые высказал Ф. А. Цандер.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Для получения алюминия из хлорида алюминия в качестве восстановителя можно использовать металлический кальций. Составьте уравнение данной химической реакции, охарактеризуйте этот процесс при помощи электронного баланса.

Подумайте! Почему эту реакцию нельзя проводить в водном растворе?

№2. Закончите уравнения химических реакций :
Al + H2SO4 (раствор) →

Источник

А 1 Заряд ядра атома алюминия равен1) +2;2) +13;3) +12;4) +20;

А 1 Заряд ядра атома алюминия равен

4) +20; А 2 В ряду Ca(OH)2 AI(OH)3 H2SO4свойства гидроксидов меняются от

1) амфотерных к главным;

2) кислотных к основным;

3) кислотных к амфотерных;

4) главных к кислотным;

А 3. Химическая связь в оксиде фосфора (Y)

3) ковалентная неполярная;

4) ковалентная полярная

А 4 Валентность азота в соединениях NO2 и N2O5 соответственно одинаково

А 5. К амфотерным оксидам относится вещество, формула которого

А 6. В уравнении реакции меж магнием и серной кислотой коэффициент перед формулой

серной кислоты равен

А 7. Какое из указанных уравнений подходит реакции обмена

1) Mg O+HCI=MgCI2+H2O

3) 2AgNO3+Mg=2Ag+Mg (NO3)2

4) 2 Fe (OH) 3=Fe2O3+3H2O

А 8. Алюминий реагирует с

1) оксидом магния

2) гидроксидом калия

4) хлоридом калия

А 9. Из приведённого списка веществ: H2SO4, NaOH, CO2, H2О — с гидроксидом алюминия

А 10. Раствор серной кислоты реагирует с

1) оксидом углерода (IY)

2) оксидом кальция

4) хлоридом калия

А 11. Раствор гидроксида натрия реагирует с

1) оксидом серы(IY)

3) оксидом кальция

А 12. Верны ли последующие суждения о правилах работы в химической лаборатории

А Простое вещество нельзя получить в итоге реакции соединения.

Б При физических явлениях меняется агрегатное состояние и форма

1) правильно только. А

2) правильно только. Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения не верны

А 13. В соединении Na2SO3 окисления серы

А 14. Меньший радиус у атома

А 15. Вещество H3PO4-это

А 16. Формула хлорида меди (I)-это

А 17. 2 моль кислорода (O2) занимают объём л (н.у)

А 18. Рассредотачивание электронов по слоям 2, 8, 8.1 имеет атом

А 19. 24,5г фосфорной кислоты сочиняют моль

А 20. Запись 2 H2 значит

1) молекулу водорода

2) две молекулы водорода

3) два атома водорода

4) молекулу воды

А 21. Ковалентная неполярная связь осуществляется в веществе

А 22. В веществе состава ЭO элемент Э это

А 23. Кислотные оксиды это

А 24. В уравнении реакции меж оксидом железа (III) и серной кислотой отношение

коэффициентов перед формулами реагирующих веществ соответственно равно

А 25. Число электронов во наружном электронном слое атома фосфора

А 26. В формуле сульфата алюминия индексы при знаке алюминия и кислотном остатке одинаковы соответственно

А 27.Магний реагирует с

1) серной кислотой

3) сульфатом натрия

4) оксидом углерода(IY)

А 28Ядро состоит из

1) протонов, нейтронов и электронов

2) протонов и электронов

3) нейтронов и электронов

4) протонов и нейтронов

А 29. Массовая кислорода в воде одинакова

А 30 Соли калия, имеющие формулы K3PO4, KNO3 , KCI, величаются

1) нитрит, хлорид, фосфид

2) нитрат, хлорат, фосфат

3) нитрид, хлорат, фосфид

4) фосфат, нитрат, хлорид,
СРООЧНОООООО

Источник

Алюминий, свойства атома, химические и физические свойства

Алюминий, свойства атома, химические и физические свойства.

26,9815386(8) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

Алюминий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 13. Расположен в 13-й группе (по старой классификации — главной подгруппе третьей группы), третьем периоде периодической системы.

Физические свойства алюминия

Атом и молекула алюминия. Формула алюминия. Строение алюминия:

Алюминий (лат. Aluminium, от лат. alumen – «квасцы») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Al и атомным номером 13. Расположен в 13-й группе (по старой классификации – главной подгруппе третьей группы), третьем периоде периодической системы.

Алюминий – амфотерный металл. Относится к группе лёгких, цветных металлов.

Алюминий обозначается символом Al.

Как простое вещество алюминий при нормальных условиях представляет собой лёгкий металл серебристо-белого цвета.

Молекула алюминия одноатомна.

Химическая формула алюминия Al.

Электронная конфигурация атома алюминия 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . Потенциал ионизации (первый электрон) атома алюминия равен 577,54 кДж/моль (5,985769(3) эВ). прием алюминия

Строение атома алюминия. Атом алюминия состоит из положительно заряженного ядра (+13), вокруг которого по трем оболочкам движутся 13 электронов. При этом 10 электронов находятся на внутреннем уровне, а 3 электрона – на внешнем. Поскольку алюминий расположен в третьем периоде, оболочек всего три. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внешняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. На внешнем энергетическом уровне атома алюминия находятся два спаренных – на s-орбитали и один неспаренный – на p-орбитали электроны. В свою очередь ядро атома алюминия состоит из 13 протонов и 14 нейтронов.

Радиус атома алюминия (вычисленный) составляет 118 пм.

Атомная масса атома алюминия составляет 26,9815386(8) а. е. м.

Алюминий – наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния). Концентрация алюминия в земной коре составляет 8,1 %.

Изотопы и модификации алюминия:

Свойства алюминия (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

100 Общие сведения
101 Название Алюминий
102 Прежнее название
103 Латинское название Aluminium
104 Английское название Aluminium, Aluminum (в США и Канаде)
105 Символ Al
106 Атомный номер (номер в таблице) 13
107 Тип Металл
108 Группа Амфотерный, лёгкий, цветной металл
109 Открыт Ханс Кристиан Эрстед, Дания, 1825 г.
110 Год открытия 1825 г.
111 Внешний вид и пр. Мягкий, лёгкий и пластичный металл серебристо-белого цвета
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации
115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 8,1 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 5,0·10 -7 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,005 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 0,006 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,91 %
124 Содержание в организме человека (по массе) 0,00009 %
200 Свойства атома
201 Атомная масса (молярная масса) 26,9815386(8) а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
203 Электронная оболочка K2 L8 M3 N0 O0 P0 Q0 R0

204 Радиус атома (вычисленный) 118 пм
205 Эмпирический радиус атома* 125 пм
206 Ковалентный радиус* 121 пм
207 Радиус иона (кристаллический) Al 3+

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)

208 Радиус Ван-дер-Ваальса 184 пм
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 13 электронов, 13 протонов, 14 нейтронов
210 Семейство (блок) элемент p-семейства
211 Период в периодической таблице 3
212 Группа в периодической таблице 13-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 3-ей группы)
213 Эмиссионный спектр излучения
300 Химические свойства
301 Степени окисления 0, +1, +2, +3
302 Валентность III
303 Электроотрицательность 1,61 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 577,54 кДж/моль (5,985769(3) эВ)
305 Электродный потенциал Al 3+ + 3e – → Al, E o = -1,663 В
306 Энергия сродства атома к электрону 41,762(5) кДж/моль (0,43283(5) эВ)
400 Физические свойства
401 Плотность* 2,70 г/см 3 (при 20 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело),

2,375 г/см 3 (при температуре плавления 660,32 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – жидкость),

2,289 г/см 3 (при 1000 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества –жидкость)

402 Температура плавления* 660,32 °C (933,47 K, 1220,58 °F)
403 Температура кипения* 2470 °C (2743 K, 4478 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 10,71 кДж/моль
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 284 кДж/моль
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,903 Дж/г·K (при 25 °C)
410 Молярная теплоёмкость* 24,20 Дж/(K·моль)
411 Молярный объём 10,0 см³/моль
412 Теплопроводность 237 Вт/(м·К) (при стандартных условиях ),

237 Вт/(м·К) (при 300 K)

500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1
512 Структура решётки Кубическая гранецентрированная

513 Параметры решётки 4,050 Å
514 Отношение c/a
515 Температура Дебая 394 К
516 Название пространственной группы симметрии Fm_ 3m
517 Номер пространственной группы симметрии 225
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7429-90-5

205* Эмпирический радиус атома алюминия согласно [1] и [3] составляет 143 пм.

206* Ковалентный радиус алюминия согласно [1] и [3] составляет 121±4 пм.

401* Плотность алюминия согласно [3] и [4] составляет 2,6989 г/см 3 (при 0 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело) и 2,699 г/см 3 (при 20 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело).

402* Температура плавления алюминия согласно [3] составляет 660 °C (933,15 K, 1220 °F).

403* Температура кипения алюминия согласно [3] составляет 2518,82 °C ( 2792 K, 4565,88 °F).

407 * Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) алюминия согласно [3] и [4] составляет 10,75 кДж/моль и 10,8 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) алюминия согласно [3] и [4] составляет 284,1 кДж/моль и 293 кДж/моль соответственно.

410* Молярная теплоёмкость алюминия согласно [3] составляет 24,20 Дж/(K·моль) и 24,35 Дж/(K·моль).

Источник

Читайте также:  Сульфид алюминия формула с коэффициентами