Хөнгөн цагаан

Чөлөөт нэвтэрхий толь — Википедиагаас
Харайх: Удирдах, Хайлт
Хөнгөн цагаан (Al)
Атомын дугаар 13
Атом масс 26.9815386 г/моль
Өнгө Мөнгөлөг саарал
Электрон байгуулалт [Ne] 3s2 3p1
Бүрхүүл дэх
электроны тоо
2, 8, 3
Физик шинж чанар
Бодисын төлөв Хатуу
Нягт 2,6989 г/см³
Хайлах температур (660.32 °C) 933.47 K
Буцлах температур (2519 °C) 2792 K
Хайлалтын хувийн дулаан 10.71 кЖ/моль
Ууршилтын хувийн дулаан 294.0 кЖ/моль
Дулаан багтаамж (25 °C) 24.200 кЖ/(моль·K)
Атомын шинж чанар
Оронт торны бүтэц
(Сингони)
Талдаа төвтэй куб
Исэлдэлтийн зэрэг 3
Ионжих энерги
(эхний электроноор)
577.5 кЖ/моль
Атомын радиус 125 пм
Ковалентийн радиус 118 пм

Хөнгөн цагаан (Хөнгөн мөнгө гэж нэрлэх нь бий) мөнгөлөг саарал өнгөтэй, зөөлөн металл юм. Химийн тэмдэглэгээ нь Al, атомын дугаар нь 13.

Хөнгөн цагааныг бокситын хүдрээс ялгаж авах ба зэвэрдэггүй, бусад металлуудтай харьцуулахад маш хөнгөн, маш сайн цахилгаан, дулаан дамжуулагч тул, хөнгөн цагаан болон түүний хайлшийг пуужин, нисэх онгоц, тээвэр, цахилгаан дамжуулах болон барилгын үйлдвэрлэлд өргөн ашиглана.

Хэдийгээр хөнгөн цагаан нь Дэлхийн царцдаст хамгийн өргөн тархалттай металл (нийт химийн элементүүд дунд 3-т буюу хүчилтөрөгч, цахиурын дараа) боловч байгаль дээр цэврээрээ маш ховор, бокситын хүдрээс ялгаж авахад маш өндөр температур шаардана (950-980 °C).

Хэрэглээ[засварлах]

Хөнгөн цагааны практикийн хэрэглээ нь металлуудаас хамгийн их нь байдаг. Хөнгөн цагааны хэрэглээний чухал салбар нь хөнгөн хайлшуудын үйлдвэрлэл юм. Цэвэр хөнгөн цагааныг химийн аппарат, багаж төхөөрөмж, цахилгаан дамжуулах утас хийхэд хэрэглэнэ. Хөнгөнцагаан хавтсыг конденсатор бэлтгэхэд хэрэглэнэ. Кали- Хөнгөн цагааны цөрийг Kal(SO4) 2* 10 HO-г цус тогтооход гадуур хэрэглэнэ.

Хөнгөн цагааны зарим хэрэглээ:

  • Тээвэр (бүх төрлийн автомашин, нисэх онгоц, вагон, унадаг дугуй зэрэг)
  • Боодол, сав суулга (лааз, тугалган цаас зэрэг)
  • Ус цэвэршүүлэх
  • Барилга (цонхны хүрээ, хаалга гэх мэт)
  • Цахилгаан дамжуулах шугам
  • Цэвэр хөнгөн цагааныг (99.980% - 99.999% Al) электроник, компакт диск-т
  • Компьютерийн процессор, транзисторын хөргөлтийн системд
  • Нунтаг хөнгөн цагааныг будаг, пиротехникийн үйлдвэрлэлд
  • Анагаах ухаанд, эм, вакцинд адьювантаар

Изотопи[засварлах]

Хөнгөн цагаан нь атом масс нь 23-30 хүртэлхи 9 изотопитой бөгөөд, үүнээс зөвхөн 27Al (тогтвортой) ба 26Al (тогтворгүй, хагас задралын хугацаа t1/2 = 7.2 × 105 жил) нь байгаль дээр тааралдана. 27Al тархалт 99.9+ %, 26Al нь Аргоны задралаар үүснэ.

Физик тогтмолууд[засварлах]

  • Атомын радиус: 0,143 нм
  • Al3+ ионы радиус: 0,057 нм
  • Иончлолын энерги: Al3+ + 3 e− → Al
  • Цахилгаан сорог чанар: 1,5 эв
  • Нягт: 2,7г/см3

Нээсэн түүх[засварлах]

1825 онд Эрстед AlCl3-г калийн амальгамаар ангижруулж металл хөнгөн цагааныг гаргажээ.1827онд Вёлер энэ аргыг боловсронгуй болгож амальгамыг металл калийгаар сольжээ.

Байгальд орших[засварлах]

Хөнгөн цагаан байгальд хамгийн их тархсан (газрын гадаргад 8%-г эзэлнэ) металл юм. Хөнгөн цагаан байгальд силикатууд (жонш, гялтгануур), мөн шаврын найрлагад байдаг. Хөнгөн цагааны нэгдлүүдээс хамгийн ач холбогдолтой нь Al2O3 (корунд рубин, сафир), ортоклаз (K Al Si3 O10), албит NaAlSi3O10, баналт (Al2 O3 * nH2O) юм.

  • Al-г гаргах орчин үеийн арга нь Al2O3–г элентролизд оруулах явдал юм.
  • Хөнгөн цагаан +3 исэлдлийн зэрэг үзүүлэх бөгөөд комплекс нэгдэлдээ 4 ба 6 гэсэн координатын тоо үзүүлнэ.

Хөнгөн цагаан хүчилтөрөгчтэй эрчимтэй харилцан үйлчлэлцэж Al2O3 гэсэн оксид үүсгэнэ. 4Al+3O2→2 Al2O3 Хөнгөн цагаан агаарт исэлдсэний дүнд түүний гадаргууд оксидын нягт бүрхүүл үүснэ. Ийм бүрхүүлүүд үүссэнээр хөнгөнцагаанаар хийгдсэн эдлэлүүд агаарт, мөн усанд маш тогтвортой байна. Хэрэв гадаргуугийн ислэн бүрхүүлийг авах юм бол хөнгөн цагаан устай харилцан үйлчлэлцэж устөрөгчийг ялгаруулна. 2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2 Хүйтэнд HNO3, H2SO4-н концентрацитай хүчлүүдэд Al2O3 бүрхүүл үүссэнээр идэвхгүй болно. Бусад эрдсийн хүчилтэй идэвхтэй урвалд орж устөрөгч ялгаруулна. 2Al+6KOH+6H2O→2K3[Al(OH)6]+3H2

  • Алюминотермийн аргын үндэс болдог.

FeO2+8Al→4 Al2O3 +9Fe

  • Хөнгөнцагааны оксид:

Амеротер шинжтэй бөгөөд хүчил шүлттэй харилцан үйлчилнэ Al2O3 +6HCl→2AlCl3+3H2O Шүлтийн усан уусмалтай урвалд орж гидроксиалютнатыг үүсгэнэ. Al2O3 +NaOH+3H2O→2Na3[Al(OH)6] Al2O3-г натрийн гидроксидтой хольж хайлуулахад металюминат үүснэ. Al2O3 +2NaOH→2NaAlO2+H2O

Хөнгөнцагааны химийн шинж[засварлах]

Хөнгөн цагаан металлын идэвхийн эгнээнд идэвх ихтэй металлуудын дараа байрладаг учир идэвхтэй металлын тоонд орно. Гэвч хөнгөнцагаанаар хийсэн сав суулга, эдлэл хүчилтөрөгч, устай харилцан үйлчлэлцдэггүй. Мөн ердийн температурт их концентрацитай азотын хүчилд уусдаггүй. Хөнгөнцагааны энэ шинж нь түүний хялбархан исэлдэж оксидын бүрхүүл үүсгэн цаашид исэлдэхээс хамгаалдагтай холбоотой. Хөнгөнцагаан нь мөнгөн усанд хялбархан уусч хөнгөнцагааны амальгамыг үүсгэдэг. Хөнгөн цагаан (оксидын бүрхүүлгүй) ердийн нөхцөлд устай харилцан үйлчлэлцэнэ. 2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ Температурыг нэмэгдүүлэхэд хөнгөн цагаан металл бишүүд болон нийлмэл бодисуудтай харилцан үйлчлэнэ.

Гадаад холбоос[засварлах]