Как найти число электронов алюминия

Строение атома алюминия

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 427.

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 427.

Алюминий (Al) – лёгкий металл, занимающий третье место по распространённости в земной коре среди химических элементов. Строение атома алюминия позволяет легко обрабатывать металл: он поддаётся литью, формовке, механическому воздействию.

Строение

Электронное строение атома элемента алюминия связано с его положением в периодической таблице Менделеева. Алюминий имеет 13 порядковый номер и находится в третьем периоде, в IIIa группе. Относительная атомная масса алюминия – 27. Электронная конфигурация атома алюминия – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 , модель распределения электронов – +13Al)₂)₈)₃.

Рис. 1. Алюминий в периодической таблице.

Атом элемента состоит из положительно заряженного ядра +13 (13 протонов и 14 нейронов) и трёх электронных оболочек с 13 электронами. На внешнем энергетическом уровне находится всего три электрона. В возбуждённом состоянии атом способен отдавать все три электрона, проявляя степень окисления +3, или образовывать три ковалентные связи. Поэтому алюминий имеет третью валентность.

В природе алюминий встречается только в составе соединений – глины, слюды, корунда. Металл ценился дороже золота до открытия промышленного способа его получения.

Свойства

Алюминий – серебристый металл, обладающий высокой электропроводностью и пластичностью. Элемент при комнатной температуре легко соединяется с кислородом, образуя на поверхности оксидную плёнку, защищающую металл от коррозии. Образование плёнки препятствует реакции с водой, концентрированными азотной и серной кислотами, поэтому алюминиевая тара подходит для перевозки этих кислот.

Рис. 3. Оксид алюминия.

Для снятия оксидной плёнки используют соли аммония, горячие щёлочи, сплавы ртути. После разрушения оксидной плёнки алюминий вступает в реакцию со многими неметаллами и соединениями. Основные химические свойства элемента описаны в таблице.

Взаимодействие

Ход реакции

Пример

Только в условиях отсутствия оксидной плёнки. Образуется гидроксид алюминия

Образуется оксид алюминия

При комнатной температуре. С йодом – в присутствии катализатора

При температуре выше 200°С, образуется сульфид алюминия

При температуре 500°С, образуется фосфид алюминия

При температуре 800°С, образуется нитрид алюминия

При температуре 2000°С, образуется карбид алюминия

При комнатной температуре реагирует с разбавленными кислотами, при нагревании – с концентрированными. Образуются соли

Реагируют растворы и сплавы

2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3

Алюминий не взаимодействует с водородом.

Что мы узнали?

Атом алюминия включает 13 электронов. Схема строения алюминия – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . На внешнем уровне находится три электрона, определяющие третью валентность элемента. Алюминий – лёгкий, плавкий металл, легко вступающий в реакцию с кислородом и образующий на поверхности оксидную плёнку. Благодаря плёнке металл не подвержен коррозии и не вступает в реакцию с концентрированными кислотами. При комнатной температуре алюминий реагирует с галогенами, при нагревании – с серой, фосфором, азотом, углеродом.

Источник

Конфигурация и формула строения атома алюминия

Первое место среди известных металлов, находящихся в земной коре, занимает тринадцатый элемент в периодической таблице Менделеева — алюминий. Строение атома позволяет элементу обладать высокой электропроводностью и пластичностью. До момента открытия промышленного способа создания вещества оно стоило дороже золота. Из-за высокой сопротивляемости коррозии и низкого веса металл нашёл широкое применение в строительстве, быту, электрике и даже фармацевтике.

Физические и химические свойства

Процесс получения алюминия несложен. Современный способ разработал американский учёный Чарльз Холл. Что интересно, немного позже этот метод использовал французский химик Поль Эру, незнакомый с исследованиями американца. Суть создания алюминия заключается в растворении оксидированного алюминия в растворе криолита. Затем в жидкость погружают графические электроды. Недостаток метода заключается в больших затратах электроэнергии, поэтому активно он начал использоваться только в начале двадцатого века.

К полезным свойствам алюминия относят его небольшую плотность — она втрое меньше, чем у железа и меди. Материал характеризуется довольно хорошей прочностью, имеет коррозийную стойкость и неплохую теплопроводность. Из-за своих характеристик он нашёл широкое применение как технический материал.

Отсутствие вредных примесей для человеческого организма в веществе, податливость к штамповке и лёгкость позволили применять элемент при изготовлении промышленной и бытовой фольги, кухонной посуды.

В природе алюминий содержится только в минералах.

Его можно извлечь из следующих соединений:

1. Гидроокисла — Al2O3 * H20. Бокситы представляют собой глиноподобную массу. Это одна из наиболее важных руд алюминия.
2. Алюмосиликата калия и натрия — (Na, K) AlSiO4. Породообразующий материал (элеолит) с шестиугольной кристаллической системой.
3. Квасцового камня — KAl3 (SO4)2 (OH)6. Алунит образовывается при воздействии сернокислых вод с силикатами, что создаёт окись алюминия.
4. Корунда — Al2O3. Кристаллический глинозём с высокой твёрдостью.
5. Силиката — Al2O3. Породообразующий материал, содержащий порядка 19% оксида алюминия в своём составе.

Кроме этого, элемент можно извлечь из каолина, известняка, магнезита. В химических реакция вещество проявляет себя как восстановитель. С галогенами при температуре 20−24 градуса по Цельсию он образовывает галогениды: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3. С другими веществами создаёт бинарные соединения. Например, Al + P = AlP, 4Al + 3C = Al4C3, 2Al+ 3F2 = 2AlF3. При взаимодействии этих соединений с водой образуются гидроксиды и летучие водородные соединения.

С металлами формирует сплавы с интерметаллическими соединениями.

Электронная конфигурация

Алюминий можно найти в таблице Менделеева в третьей группе главной подгруппы. Распределение зарядов по орбитали описывается как 1s22s22p63s23p1. Алюминий в периодической таблице имеет тринадцатый номер, так как атом элемента состоит из тринадцати электронов. В электронной конфигурации сумма верхних индексов как раз и составляет это число: 2+2+6+2+1 =13.

Другими словами, верхние индексы показывают количество заряда, распределённого по слоям и орбиталям. Если изобразить схему строения электронной оболочки атома алюминия, можно отметить, что последним заполняемым слоем будет р-орбиталь. А это значит, что вещество принадлежит семейству р-элементов.

Алюминий расположился в третьем периоде. Это значит, что у него 3 электронных слоя. На первом находится s-орбиталь, 3 орбитали расположились на p-слое, и 5 на d-орбитали. На 3d-орбитали пусто, на неё электронов не хватило. На каждом слое не может быть более двух электронов. Заполняются же орбиты, начиная со слоев с меньшей энергией. Теоретически существует возможность возбужденного состояния для атома элемента за счет существования свободной 3d-орбитали. Однако распаривания ионов 3s-подуровня на практике не происходит.

Сначала электроны размещаются в первом слое, потом во втором, а уже затем в третьем. Орбитали каждого слоя заполняются с использованием принципа меньшей энергии. Так, сначала закрывается s-орбиталь, затем каждой орбитали достаётся по одному электрону, а затем по второму. Если их хватает, заполняются оставшиеся внешние р-орбитали.

В атоме алюминия полностью заполняются орбитали первых двух электронных слоев. На первом размещается 2 электрона, а на втором 8 носителей заряда. Два размещаются на s-орбиталь и по 2 на 3 р-орбитали. На третий слой переместятся 3 электрона: 13 — 8 — 2 = 3.

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	9,993 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 ΔH_пл) алюминия согласно [3] и [4] составляет 10,75 кДж/моль и 10,8 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔH_кип) 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