| 13 |
Магний ← Алюминий → Кремний |
B
↑
Al
↓
Ga |
 |
|
| Внешний вид простого вещества |
Мягкий, лёгкий и пластичный металл серебристо-белого цвета. |
| Свойства атома |
| Название, символ, номер |
Алюминий / Aluminium (Al), 13
|
| Группа, период, блок |
13, 3,
|
Атомная масса
(молярная масса) |
26,9815386(8) а. е. м. (г/моль)
|
| Электронная конфигурация |
[Ne] 3s2 3p1
|
| Электроны по оболочкам |
2, 8, 3
|
| Радиус атома |
143 пм
|
| Химические свойства |
| Ковалентный радиус |
121±4 пм
|
| Радиус Ван-дер-Ваальса |
184 пм
|
| Радиус иона |
51 (+3e) пм
|
| Электроотрицательность |
1,61 (шкала Полинга)
|
| Электродный потенциал |
-1,66 В
|
| Степени окисления |
3
|
| Энергия ионизации |
1‑я: 577.5 (5.984) кДж/моль (эВ)
2‑я: 1816.7 (18.828) кДж/моль (эВ)
|
| Термодинамические свойства простого вещества |
| Термодинамическая фаза |
Твёрдое вещество
|
| Плотность (при н. у.) |
2,6989 г/см³
|
| Температура плавления |
660 °C, 933,5 K
|
| Температура кипения |
2518,82 °C, 2792 K
|
| Уд. теплота плавления |
10,75 кДж/моль
|
| Уд. теплота испарения |
284,1 кДж/моль
|
| Молярная теплоёмкость |
24,35 Дж/(K·моль)
|
| Молярный объём |
10,0 см³/моль
|
| Кристаллическая решётка простого вещества |
| Структура решётки |
кубическая гранецентрированая
|
| Параметры решётки |
4,050 Å
|
| Температура Дебая |
394 K
|
| Прочие характеристики |
| Теплопроводность |
(300 K) 237 Вт/(м·К)
|
| Скорость звука |
5200 м/с
|
|
Производство и рынок
Производство алюминияЛегенда из «Historia naturalis» гласит, что однажды к римскому императору Тиберию (42 год до н. э. — 37 год н. э.) пришёл ювелир с металлической, небьющейся обеденной тарелкой, изготовленной якобы из глинозёма — Al2O3. Тарелка была очень светлой и блестела, как серебро. По всем признакам она должна быть алюминиевой. При этом ювелир утверждал, что только он и боги знают, как получить этот металл из глины. Тиберий, опасаясь, что металл из легкодоступной глины может обесценить золото и серебро, приказал на всякий случай отрубить ювелиру голову. Данная легенда интересна, ввиду возможности обнаружения самородного алюминия (см. выше). Ввиду его легкоплавкости, самородный алюминий мог бы быть легко переплавлен в компактный слиток металла даже на костре. Однако самородный алюминий — редчайший минерал, встречающийся в виде кристалликов микронных размеров[источник не указан 459 дней].
Лишь почти через 2000 лет после Тиберия, в 1825 году, датский физик Ганс Христиан Эрстед получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в 1827 году Фридрих Вёлер смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей пленкой оксида алюминия.
До конца XIX века алюминий в промышленных масштабах не производился.
Только в 1854 году Анри Сент-Клер Девиль (его исследования финансировал Наполеон III, рассчитывая, что алюминий пригодится его армии) изобрёл первый способ промышленного производства алюминия, основанный на вытеснении алюминия металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl·AlCl3. В 1855 году был получен первый слиток металла массой 6—8 кг. За 36 лет применения, с 1855 по 1890 год, способом Сент-Клер Девиля было получено 200 тонн металлического алюминия. В 1856 году он же получил алюминий электролизом расплава хлорида натрия-алюминия.
В 1885 году был построен завод по производству алюминия в немецком городе Гмелингеме, работающий по технологии, предложенной Николаем Бекетовым. Технология Бекетова мало чем отличалась от способа Девиля, но была проще и заключалась во взаимодействии между криолитом (Na3AlF6) и магнием. За пять лет на этом заводе было получено около 58 т алюминия — более четверти всего мирового производства металла химическим путем в период с 1854 по 1890 год.
Метод, изобретённый почти одновременно Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции (1886 год) и основанный на получении алюминия электролизом глинозема, растворённого в расплавленном криолите, положил начало современному способу производства алюминия. С тех пор, в связи с улучшением электротехники, производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозема внесли русские учёные К. И. Байер, Д. А. Пеняков, А. Н. Кузнецов, Е. И. Жуковский, А. А. Яковкин и др.
Первый алюминиевый завод в России был построен в 1932 году в городе Волхов. Металлургическая промышленность СССР в 1939 году производила 47,7 тыс.тонн алюминия, ещё 2,2 тыс.тонн импортировалось.
Вторая мировая война значительно стимулировала производство алюминия. Так, в 1939 году общемировое его производство, без учёта СССР, составляло 620 тыс. т, но уже к 1943 году выросло до 1,9 млн т.
К 1956 году в мире производилось 3,4 млн т первичного алюминия, в 1965 году — 5,4 млн т, в 1980 году — 16,1 млн т, в 1990 году — 18 млн т.
В 2007 году в мире было произведено 38 млн т первичного алюминия, а в 2008 — 39,7 млн т. Лидерами производства являлись:
КНР (в 2007 году произвёл 12,60 млн т, а в 2008 — 13,50 млн т)
Россия (3,96/4,20)
Канада (3,09/3,10)
США (2,55/2,64)
Австралия (1,96/1,96)
Бразилия (1,66/1,66)
Индия (1,22/1,30)
Норвегия (1,30/1,10)
ОАЭ (0,89/0,92)
Бахрейн (0,87/0,87)
ЮАР (0,90/0,85)
Исландия (0,40/0,79)
Германия (0,55/0,59)
Венесуэла (0,61/0,55)
Мозамбик (0,56/0,55)
Таджикистан (0,42/0,42)
На мировом рынке, запас 2,224 млн т., а среднесуточное производство 128,6 тыс. т. (2013.7).
В России монополистом по производству алюминия является компания «Российский алюминий», на которую приходится около 13 % мирового рынка алюминия и 16 % глинозёма.
Мировые запасы бокситов практически безграничны, то есть несоизмеримы с динамикой спроса. Существующие мощности могут производить до 44,3 млн т первичного алюминия в год. Следует также учитывать, что в будущем некоторые из применений алюминия могут быть переориентированы на использование, например, композитных материалов.
Цены на алюминий (на торгах международных сырьевых бирж) в 2008—2014 годах составляли в среднем 1,8—2,3 долларов за килограмм.
Триэтилалюминий (обычно, совместно с триэтилбором) используется также для химического зажигания (то есть, как пусковое горючее) в ракетных двигателях, так как самовоспламеняется в газообразном кислороде.
|
