Группы побочной подгруппы. Алюминий.

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

В 111А группу входят металлы алюминий, галлий, индий, талий. На внешнем электронном уровне этих элементов имеется по три электрона их конфигурация может быть выражена как s²p¹. Атомы этих элементов легко отдают три электрона или при возбуждении атома один s- электрон переходит на р-подуровень. При этом образуется три не спаренных электрона с электронной конфигурацией s¹p².

Элементы 111А группы образуют соединения, в которых их степени окисления равны +1, +3. Однако соединения элементов с окислительными числом +1 устойчивы только у талия. Для алюминия и галлия характерна степень окисления +3, для индия, кроме степени окисления +3 возможны +2, +1, а для талия более типична степень окисления +1.

Внутри подгруппы с возрастанием заряда ядра энергия ионизации атомов уменьшается и металлические свойства элементов возрастают. Алюминий – уже металл, но не типичный. Его гидроксид обладает амфотерными свойствами. Все элементы р- группы образуют оксиды типа R₂O₃. Или отвечают гидроксиды состава R(OH)₃. Основными представителем металлов р-семейства из элементов 111 группы является алюминий.

Характеристика металлов 111А группы представлена в таблице:

Электронная конфигурация атома алюминия 1s² 2s²2р⁶3 s² 3р¹.

Алюминий – самый распространенный в природе металл. Его содержание в земной коре составляет 8% по массе. Алюмосиликаты составляют основную массу земной коры. Их можно рассматривать как соли, образованные оксидами алюминия, кремния, щелочных и щелочноземельных металлов.

Другим важным минералом является болсит Al₂O₃ * n H₂O, Al₂O₃ –корунд, криолит Na₃(AlF₆). Основным сырьем для производства алюминия служат болситы- горная порода, состоящая таким образом из гидратированного оксида алюминия Al₂O₃ nH₂O, содержащего 32-60% глинозема Al₂O₃). Корунд- минерал состава Al₂O₃ обладает большой твердостью, применяют как абразивный материал. Криолит- минерал состава AlF₃ *3 NaF или Na₃ AlF₆. Его применяют в металлургии алюминия. Алюминий серебристо- белый металл с с гранецентрированной решеткой плотность 2, 7 г/см³. Очень пластичный, легко вытягивается в проволоку и раскатывается в листы, обладает высокой электро-и теплопроводностью. Алюминий очень активный металл. В ряду напряжений он стоит после щелочных и щелочно-земельных металлов, Несмотря на довольно высокое отрицательное значение электрондного потенциала (-1, 66 в) алюминий в воде не растворяется из-за устойчивой оксидной пленки

В результате такого окисления на поверхности алюминия образуется прочная защитная пленка оксида, предохраняющая его от дальнейшего окисления. Этим объясняется высокая стойкость алюминиевых изделий к морской воде. Разбавленная соляная и серная кислоты легко растворяют алюминий, особенно при нагревании.

Холодная концентрированная азотная и серная кислоты пассивируют алюминий. При действии этих кислот увеличивается толщина защитной пленки на металл и он не растворяется.

При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида реагирует, образуя алюминаты. В этом проявляется амфотерный характер оксида алюминия.

После растворения поверхностного слоя оксид алюминий, лишенный защитной пленки, реагирует с водой, образуя гидроксид.

Гидроксид алюминия будучи амфотерным, реагирует со щелочью образуя тетрагидроксоалюминат натрия

Суммируя два последних уравнения мы получим реакцию взаимодействия алюминия с растворами щелочей.

При комнатной температуре алюминий реагирует с галогенами

При нагревании алюминий взаимодействует со многими неметаллами;

C - S-серой, N-азот, C-углерод, алюминийй реагирует при высокой температуре обладая большим сродством к кислороду, алюминий восстанавливает многие металлы из их оксидов. Это свойство алюминия находит широкое применение при получении металлов из их оксидов (алюминотерапии):

Получение. В настоящее время алюминий получают электролизом расплава оксида алюминия. Последний имеет высокую температуру плавления (2045⁰С) Поэтому оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите Na₃AlF₆ с одновременной добавкой фторидов (CaF₂, MgF₂ или AlF₃), что снижает температуру плавления смеси до 1000 ⁰С. В растворе оксид алюминия диссоциирует по типу соли алюминиевой кислоты на катионы алюминия и анионы кислотного остатка.

При пропускании через расплав электрического тока катионы Al⁺³ движутся к катоду, восстанавливаются до Al⁰ и собираются на дне электролизера. Анионы AlO^-3₃ движутся к аноду, где разряжаются:

Образующийся кислород снижает графитовые аноды:

Примечание: По практическому применению алюминия занимает одно из первых мест среди металлов. Важнейшая область применения алюминия- производство легких сплавов на его основе. Алюминий является одной из самых распространенных легирующих добавок в сплавах на основе меди, магния, титана, никеля, цинка и железа. В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов. Алюминиевая фольга применяется для изготовления конденсаторов, для защиты металлов от коррозии.

1. Как изменяется энергия, ионизации, энергия сродства к электрону и электроотрицательность р-элементов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера. Почему?

2. В виде каких соединений алюминий встречается в природе? Как получают алюминий в промышленности.

3. В чем заключается сущность процесса алюмотермии?

4. Какое положение занимает алюминий в ряду напряжений металлов. Отношение его к кислороду воздуха, к воде, кислотам и щелочам? Чем объясняется устойчивость алюминия по отношению к концентрированной азотной кислоте? Написать уравнения реакций взаимодействия алюминия с разбавленной и концентрированной кислотами: серной, азотной, соляной.

6. Приведите молекулярные, ионные уравнения реакций взаимодействия нитрата алюминия с растворами:

8. Почему алюминий вытесняет водород из воды только в щелочном растворе? Напишите уравнения соответствующих реакций. Составьте электронные уравнения.