Lí thuyết về nhôm

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

- Số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

Al  →  Al³⁺ + 3e

- Số oxi hoá : Trong hợp chất, nguyên tố Al có số oxi hoá bền là +3.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

      - Nhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng.

      - Nhôm là kim loại nhẹ, dẫn điện và nhiệt tốt.

1. Tác dụng với phi kim

      Nhôm tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như O₂, Cl₂, S, ...

      Ví dụ : 4Al  +  3O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2Al₂O₃

      Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màng oxit Al₂O₃ rất mỏng, mịn và bền chắc bảo vệ.

      Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo:  2Al  +  3Cl₂ → 2AlCl₃

2. Tác dụng với axit

          2Al   +  6H⁺      →     2Al³⁺     +    3H₂­

          Al  +  4HNO₃ loãng  $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$  Al(NO₃)₃  +  NO  + 2H₂O

          2Al  +  6H₂SO₄ đặc  $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$  Al₂(SO₄)₃  +  3SO₂  +   6H₂O

- H₂SO₄ và HNO₃ đặc, nguội oxi hoá bề mặt nhôm tạo thành một màng oxit có tính trơ, làm cho nhôm thụ động. Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với các dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng.

3. Tác dụng với oxit kim loại (phản ứng nhiệt nhôm)

Ví dụ:  2Al   +   Fe₂O₃    $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$    Al₂O₃   +  2Fe

4. Tác dụng với nước

          2Al   +   6H₂O   →    2Al(OH)₃ ¯ +  3H₂­

- Phản ứng trên nhanh chóng dừng lại vì lớp Al(OH)₃ không tan trong nước đã ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với nước.

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

      Những đồ vật bằng nhôm bị hoà tan trong dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)₂,... Hiện tượng này được giải thích như sau :

      - Màng bảo vệ là Al₂O₃ bị phá huỷ trong dung dịch kiềm :

          Al₂O₃  +  NaOH  +  3H₂O  →  2Na[Al(OH)₄]                                                                                                                         Natri aluminat    

      - Tiếp đến, kim loại nhôm khử H₂O : 2Al  +  6H₂O → 2Al(OH)₃  +  3H₂­

      -  Màng Al(OH)₃ bị phá huỷ trong dung dịch bazơ : Al(OH)₃  +  NaOH  →  Na[Al(OH)₄]

      Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bị tan hết. Hai phương trình hoá học của hai phản ứng trên có thể viết gộp vào một phương trình hoá học như sau :

           2Al  +  2NaOH  +  6H₂O  →  2Na[Al(OH)₄] (dd)   +  3H₂­

 IV. ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

1. Ứng dụng

- Dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ôtô, tên lửa, tàu vũ trụ.

- Dùng làm khung cửa và trang trí nội thất.

- Dùng làm dây cáp dẫn điện thay thế cho đồng là kim loại đắt tiền.

- Bột nhôm dùng để chế tạo hỗn hợp tecmit (hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃), được dùng để hàn gắn đường ray,...

2. Sản xuất

- Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ quặng boxit (Al₂O₃.2H₂O), bằng phương pháp điện phân.