主题：【资料】元素周期表-铝

所属族数：IIIA
　　摩尔质量：27
　　氢化物：AlH3
　　氧化物：Al2O3
　　最高价氧化物化学式：Al2O3
　　密度：2.702
　　熔点：660.37
　　沸点：2467.0
　　燃点：550摄氏度
　　热导率W/(m·K)：237
　　化学键能：(kJ /mol)
　　Al-H 285
　　Al-C 225
　　Al-O 585
　　Al-F 665
　　Al-Cl 498
　　Al-Al 200
　　声音在其中的传播速率：(m/s)
　　5000
　　电离能 (kJ/ mol)
　　M - M+ 577.4
　　M+ - M2+ 1816.6
　　M2+ - M3+ 2744.6
　　M3+ - M4+ 11575
　　M4+ - M5+ 14839
　　M5+ - M6+ 18376
　　M6+ - M7+ 23293
　　M7+ - M8+ 27457
　　M8+ - M9+ 31857

M9+ - M10+ 38459
　　莫氏硬度：2.75
　　外围电子排布：3s2 3p1
　　核外电子排布：2,8,3
　　晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子
　　晶胞参数：
　　a = 404.95 pm
　　b = 404.95 pm
　　c = 404.95 pm
　　α = 90°
　　β = 90°
　　γ = 90°
　　颜色和状态：银白色金属
　　原子半径：1.82
　　常见化合价：+3
　　发现人：厄斯泰德、韦勒
　　发现时间和地点：1825 丹麦
　　元素来源：地壳中含量最丰富的金属元素，含量高于7%
　　元素用途：可做日用器皿，因其具有氧化膜，不会锈蚀。铝的合金可作飞机、船舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高压电缆。
　　工业制法：电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物
　　其他化合物：AlCl3-氯化铝 NaAlO2-偏铝酸钠 Al(OH)3-氢氧化铝
　　扩展介绍：带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音，以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称。

发现

　　
　　1827年，德国的韦勒把钾和无水氯化铝共热，制得铝。
　　
铝的历史与传说

　　　传说在古罗马，一天，一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯，献上一只金属杯子，杯子像银子一样闪闪发光，但是分量很轻。它是这个人从黏土中提炼出的新金属。但这个皇帝表面上表示感谢，心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值，就下令把这位发明家斩首。从此，再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头，这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。aluminum一词就是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。
　　而法国皇帝拿破仑三世，为显示自己的富有和尊贵，命令官员给自己制造一顶比黄金更名贵的王冠——铝王冠。他戴上铝王冠，神气十足地接受百官的朝拜，这曾是轰动一时的新闻。拿破仑三世在举行盛大宴会时，只有他使用一套铝质餐具，而他人只能用金制、银制餐具。即使在化学界，铝也被看成最贵重的。英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，不惜重金制作了一只铝杯，赠送给门捷列夫。俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基曾在他的小说《怎么办》中写到：终有一天，铝将代替木材，甚至可能代替石头。看，这一切是多么奢侈，到处都是铝。
　　我们都知道地壳中最丰富的金属是铝，它占整个地壳总质量的7.45％，仅次于氧和硅，位居金属元素的第一位，是居第二位的铁含量的1.5倍，是铜的近4倍。
　　
描述

　　
　　银白色有光泽金属，密度2.702克/立方厘米，熔点为660.37℃，沸点为2467℃。具有良好的导热性、导电性和延展性。化合价+3，电离能5.986电子伏特。铝被称为活泼金属元素，但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应，放出大量热，用此种高反应热，铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。
　　例如：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡。
　　在高温下铝也同非金属发生反应，亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物，浓硫酸、任何浓度的醋酸，以及一切有机酸类均无作用。

工业制法

　　
　　铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里，如长石、云母、高岭市、铝土矿、明矾时，等等。有铝的氧化物与冰晶石（3NaF●AlF3）共熔电解制得。
　　从铝土矿中提取铝反应过程
　　①溶解：将铝土矿溶于NaOH（aq)
　　Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
　　②过滤：除去残渣氧化铁(Fe2O3)、硅铝酸钠等
　　③酸化：向滤液中通入过量CO2.
　　NaAlO2+CO2+2H2O= Al(OH)3↓+NaHCO3
　　④过滤、灼烧 Al(OH)3
　　2Al(OH)3=（高温）Al2O3+3H2O
　　注：电解时为使氧化铝熔融温度降低，在Al2O3 中添加冰晶石(3NaF●AlF3)
　　⑤电解：2Al2O3（l）（通电）= 4Al+3O2 ↑
　　注：不电解熔融AlCl3炼Al 原因：AlCl3 是共价化合物，其熔融态不导电。
　　
用途

　　
　　铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。其合金质轻而坚韧，是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。

元素辅助资料
　　铝在地壳中的分布量在全部化学元素中仅次于氧和硅，占第三位，在全部金属元素中占第一位。但由于铝的氧化力强，不易被还原，因而它被发现的较晚。
　　1800年意大利物理学家伏特创建电池后，1808～1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝，但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称，是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。
　　1825年丹麦化学家奥斯德发表实验制取铝的经过。1827年，德国化学家武勒重复了奥斯德的实验，并不断改进制取铝的方法。1854年，德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝，制得成锭的金属铝。
　　元素符号： Al 英文名： Aluminum 中文名： 铝
　　相对原子质量： 26.9815 常见化合价： +3 电负性： 1.61
　　外围电子排布： 3s2 3p1 核外电子排布： 2,8,3
　　同位素及放射线： Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]
　　电子亲合和能： 48 KJ·mol-1
　　第一电离能： 577.6 KJ·mol-1 第二电离能： 1817 KJ·mol-1 第三电离能： 2745 KJ·mol-1
　　单质密度： 2.702 g/cm3 单质熔点： 660.37 ℃ 单质沸点： 2467 ℃
　　原子半径： 1.82 埃 离子半径： 0.51(+3) 埃 共价半径： 1.18 埃
　　常见化合物： Al2O3 AlCl3 Al2S3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3
　　铝,原子序数13，原子量26.981539。1825年丹麦科学家奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用，并蒸掉汞后得到铝；1854年德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐，制得金属铝，并在1855年的巴黎博览会上展示；1886年霍尔和埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法，使铝成为可供实用的金属。铝在地壳中的含量为8%，仅次于氧和硅。它广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内。
　　铝是银白色的轻金属，熔点660.37°C，沸点2467°C，密度2.702克/厘米³。铝为面心立方结构，有较好的导电性和导热性；纯铝较软。
　　铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应；高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，即易溶于强碱，也能溶于稀酸。
　　铝的应用极为广泛。

铝对人体健康有害吗？
　　世界上有数百万计的老人患老年性痴呆症。许多科学家经过研究发现，老年性痴呆症与铝有密切关系。同时还发现，铝对人体的脑、心、肝、肾的功能和免疫功能都有损害。因此，世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控制。提出成年人每天允许铝摄入量为60 mg。
　　从我国的目前情况来看，如果不加以注意，铝的摄入量会超过这个指标。除了从氢氧化铝、胃舒平、安妥明铝盐、烟酸铝盐、阿斯匹林等药物中摄人铝以外，每人每天要从食物中摄人8 mg～12 mg的铝。由于使用铝制的炊具、餐具，使铝溶在食物中而被摄入约4 mg。大量的铝还来自含铝的食品添加剂。含铝的食品添加剂经常用于炸油条、油饼等油炸食品。含铝的食品添加剂的发酵粉还常用于蒸馒头、花卷、糕点等。据有关部门抽查的结果看，每千克油饼中含铅量超过1000 mg。如果吃50 g这样的油饼，就超过了每人每天允许的铝摄入量。因此，要尽量少吃油炸食品，尽量少用含铝的膨松剂，尽量避免使用铝制的炊具及餐具。
[编辑本段]人类的好伴侣—铝
　　
铝的诞生与发展史

　　
　　1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到NaCl，AlCl3复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。这时的铝十分珍贵，据说在一次宴会上，法国皇帝拿破仑第三独自用铝制的刀叉，而其他人都用银制的餐具。泰国当时的国王曾用过铝制的表链；1855年巴黎国用博览会上，展出了一小块铝，标签上写到：“来自粘土的白银”，并将它放在最珍贵的珠宝旁边。1889年，俄国沙皇赐给门捷列夫铝制奖杯，以表彰其编制化学元素周期表的贡献。1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
　　近一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位，这时的铝已不单属于皇家贵族所有，它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。

铝及其合金

　　
　　纯的铝很软，强度不大，有着良好的延展性，可拉成细丝和轧成箔片，大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。它的导电能力约为铜的三分之二，但由于其密度仅为铜的三分之一，因而，将等质量和等长度的铝线和铜线相比，铝的导电能力约为铜的二倍，且价格较铜低，所以，野外高压线多由铝做成，节约了大量成本，缓解了铜材的紧张。
　　铝的导热能力比铁大三倍，工业上常用铝制造各种热交换器、散热材料等，家庭使用的许多炊具也由铝制成。与铁相比，它还不易锈蚀，延长了使用寿命。　铝粉具有银白色的光泽，常和其它物质混合用作涂料，刷在铁制品的表面，保护铁制品免遭腐蚀，而且美观。由于铝在氧气中燃烧时能发出耀眼的白光并放出大量的热，又常被用来制造一些爆炸混合物，如铵铝炸药等。
　　冶金工业中，常用铝热剂来熔炼难熔金属。如铝粉和氧化铁粉混合，引发后即发生剧烈反应，交通上常用此来焊接钢轨；炼钢工业中铝常用作脱氧剂；光洁的铝板具有良好的光反射性能，可用来制造高质量的反射镜、聚光碗等。铝还具有良好的吸音性能，根据这一特点，－些广播室，现代化大建筑内的天花板等有的采用了铝。纯的铝较软，1906年，德国冶金学家维尔姆在铝中加入少量镁、铜，制得了坚韧的铝合金，后来，这一专利为德国杜拉公司收买，所以铝又有“杜拉铝”之称，在以后几十年的发展过程中，人们根据不同的需要，研制出了许多铝合金，在许多领域起着非常重要的作用。
　　在某些金属中加入少量铝，便可大大改善其性能。如青铜铝（含铝4％～15％），该合金具有高强度的耐蚀性，硬度与低碳钢接近，且有着不易变暗的金属光泽，常用于珠宝饰物和建筑工业中，制造机器的零件和工具，用于酸洗设备和其它与稀硫酸、盐酸和氢氟酸接触的设备；制作电焊机电刷和夹柄；重型齿轮和蜗轮，金属成型模、机床导轨、不发生火花的工具、无磁性链条、压力容器、热交换器、压缩机叶片、船舶螺旋桨和锚等。在铝中加入镁，便制得铝镁合金，其硬度比纯的镁和铝都大许多，而且保留了其质轻的特点，常用于制造飞机的机身，火箭的箭体；制造门窗、美化居室环境；制造船舶。
　　渗铝，是钢铁化学热处理方法的一种，使普通碳钢或铸铁表面上形成耐高温的氧化铝膜以保护内部的铁。铝是一种十分重要的金属，然而，许多含铝化会物对人类的作用也是非常重大的。

含铝化合物

　　
　　铝在地壳中的含量相高,仅次于硅和氧而居第三位，主要以铝硅酸盐矿石存在，还有铝土矿和冰晶石.氧化铝为一种白色无定形粉末，它有多种变体，其中最为人们所熟悉的是α－A12O3和β－Al2O3。自然界存在的刚玉即属于α一Al2O3，它的硬度仅次于金刚石，熔点高、耐酸碱，常用来制作一些轴承，制造磨料、耐火材料。如刚玉坩埚，可耐1800℃的高温。刚玉由于含有不同的杂质而有多种颜色。例如含微量Cr（III）的呈红色，称为红宝石；含有Fe（II），Fe（III）或Ti（IV）的称为蓝宝石。
　　β一A12O3是一种多孔的物质，每克内表面 积可高达数百平方米，有很高的活性，又名活性氧化铝，能吸附水蒸气等许多气体、液体分子，常用作吸附剂、催化剂载体和干燥剂等，工业上冶炼铝也以此作为原料。
　　氢氧化铝可用来制备铝盐、吸附剂、媒染剂和离子交换剂，也可用作瓷釉、耐火材料、防火布等原料，其凝胶液和千凝胶在医药上用作酸药，有中和胃酸和治疗溃疡的作用，用于治疗胃和十二脂肠溃疡病以及胃酸过多症。
　　偏铝酸钠常用于印染织物，生产湖蓝色染料，制造毛玻腐、肥皂、硬化建筑石块。此外它还是一种较好的软水剂、造纸的填料、水的净化剂，人造丝的去光剂等。
　　无水氯化铝是石油工业和有机合成中常用的催化剂；例如：芳烃的烷基化反应，也称为傅列德尔—克拉夫茨烷基化反应，在无水三氯化铝催化下，芳烃与卤代烃（或烯烃和醇）发生亲电取代反应，生成芳烃的烷基取代物。六水合氯化铝可用于制备除臭剂、安全消毒剂及石油精炼等。
　　溴化铝是常用的有机合成和异构化的催化剂。
　　磷化铝遇潮湿或酸放出剧毒的磷化氢气体，可毒死害虫，农业上用于谷仓杀虫的熏蒸剂。
　　硫酸铝常用作造纸的填料、媒染剂、净水剂和灭火剂，油脂澄清剂，石油脱臭除色剂，并用于制造沉淀色料、防火布和药物等。

冰晶石即六氟合铝酸钠，在农业上常用作杀虫剂；硅酸盐工业中用于制造玻璃和搪瓷的乳白剂。
　　由明矾石经加热萃取而制得的明矾是一种重要的净水剂、染媒剂,医药上用作收敛剂。硝酸铝可用来鞣革和制白热电灯丝,也可用作媒染剂;硅酸铝常用于制玻璃、陶瓷、油漆的颜料以及油漆、橡胶和塑料的填料等,硅铝凝胶具有吸湿性，常被用作石油催化裂化或其他有机合成的催化剂载体。
　　在铝的羧酸盐中；二甲酸铝、三甲酸铝常用作媒染剂，防水剂和杀菌剂等；二乙酸铝除可作媒染剂外，还被用作收剑剂和消毒剂，也用于尸体防腐液中；三乙酸铝用于制造防水防火织物、色淀；药物（含漱药、收敛药、防腐药等），并用作媒染剂等；十八酸铝（硬脂酸铝）常用于油漆的防沉淀剂、织物防水剂、润滑油的增厚剂、工具的防锈油剂、聚氯乙烯塑料的耐热稳定剂等；油酸铝除用作织物等的防水剂、润滑油的增厚剂外,还用于油漆的催干剂、塑料制品的润滑剂等。
　　硫糖铝又名胃溃宁，学名蔗糖硫酸酯碱式铝盐，它能和胃蛋白酶络合，直接抑制蛋白分解活性，作用较持久，并能形成一种保护膜，对胃粘膜有较强的保护作用和制酸作用，帮助粘膜再生，促进溃疡愈合，毒性低，是口种良好的胃肠道溃疡治疗剂。
　　近些年，人们又开发了一些新的含铝化合物，如烷基铝等，随着科学的发展，人们将会更好地利用铝及化合物福人类。

铝的危害

　　
　　铝的不当使用也会产生一些副作用。有资料报道：铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说：广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早老性痴呆症特有的症状。 研究人员对老鼠的实验表明，混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累，给它们喝一杯经铝盐处理过的水后，它们脑中的含铝量就达到可测量的水平。！
　　研究发现，铝元素能损害人的脑细胞，因此世界卫生组织规定人体每天的摄铝量应控制在０.００４克以下，一般情况下，一个人每天摄取的铝量绝不会超过这个量，但是，经常喝铝盐净化过的水，吃含铝盐的食物，如油条（１００克油条中约含有０.３３克明矾）、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭菜，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。
　　铝及其化合物对人类的危害与其贡献相比是无法相提并论的，只要人们切实注意，扬长避短，它对人类社会将发挥出更为重要的作用。

铝的分类
　　(1)纯铝：纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。焊接主要是工业纯铝，工业纯铝的纯度为99. 7％^}98. 8％，其牌号有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六种。
　　<2)铝合金：往纯铝中加入合金元素就得到了铝合金。根据铝合金的加工工艺特性，可将它们分作形变铝合金和铸造铝合金两类。形变铝合金塑性好，适宜于压力加工。
　　形变铝合金按照其性能特点和用途可分为防锈铝<LF)、硬铝(LY）、超硬铝(LC)和锻铝(LD)四种。铸造铝合金按加入主要合金元素的不同，分为铝硅系(AL-Si)、铝铜系(Al-Cu)、铝镁系(Al-Mg)和铝锌系(Al-Zn)四种。
　　主要铝合金牌号有：1024、2011、6060、6063、6061、6082、7075
　　铝的牌号：
　　1×××系列为：纯铝（铝含量不小于99.00%）
　　2×××系列为：以铜为主要合金元素的铝合金
　　3×××系列为：以锰为主要合金元素的铝合金
　　4×××系列为：以硅为主要合金元素的铝合金
　　5×××系列为：以镁为主要合金元素的铝合金
　　6×××系列为：以镁为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金
　　7×××系列为：以锌为主要合金元素的铝合金
　　8×××系列为：以其他元素为主要合金元素的铝合金
　　9×××系列为：备用合金组
　　牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数表示，牌号的最后两位数字以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。
　　1×××系列牌号的最后两位数表示为：最低铝含量的百分点。牌号的第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。
　　2×××～8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义，仅用来区分：同一组中不同的铝合金。牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。