Aluminium
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Aluminium | ||||||||||||||||||||
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Aussprache |
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alternativer Name | Aluminium (USA, Kanada) | |||||||||||||||||||
Aussehen | silbergrau Metallic | |||||||||||||||||||
Standard Atomgewicht Ar° (Al) |
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Aluminium in der Periodensystem | ||||||||||||||||||||
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Ordnungszahl (Z) | 13 | |||||||||||||||||||
Gruppe | Gruppe 13 (Bor -Gruppe) | |||||||||||||||||||
Zeitraum | Periode 3 | |||||||||||||||||||
Block | P-Block | |||||||||||||||||||
Elektronenkonfiguration | [Ne] 3s2 3p1 | |||||||||||||||||||
Elektronen pro Schale | 2, 8, 3 | |||||||||||||||||||
Physikalische Eigenschaften | ||||||||||||||||||||
Phase beiSTP | fest | |||||||||||||||||||
Schmelzpunkt | 933.47K (660,32 ° C, 1220,58 ° F) | |||||||||||||||||||
Siedepunkt | 2743 K (2470 ° C, 4478 ° F) | |||||||||||||||||||
Dichte (naheR.T.) | 2,70 g/cm3 | |||||||||||||||||||
bei Flüssigkeit (beiM.P.) | 2,375 g/cm3 | |||||||||||||||||||
Schmelzwärme | 10.71KJ/Mol | |||||||||||||||||||
Verdampfungswärme | 284 kJ/mol | |||||||||||||||||||
Molarenwärmekapazität | 24.20 j/(mol · k) | |||||||||||||||||||
Dampfdruck
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Atomeigenschaften | ||||||||||||||||||||
Oxidationszustände | –2, –1, +1,[2] +2,[3] +3 (einAmphoter Oxid) | |||||||||||||||||||
Elektronegativität | Pauling -Skala: 1.61 | |||||||||||||||||||
Ionisationsenergien |
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Atomradius | Empirisch: 143PM | |||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 121 ± 16 pm | |||||||||||||||||||
Van der Waals Radius | 184 Uhr | |||||||||||||||||||
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Andere Eigenschaften | ||||||||||||||||||||
Natürliches Ereignis | ursprünglich | |||||||||||||||||||
Kristallstruktur | Gesicht zentriertes Kubikum (FCC)![]() | |||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit dünne Stange | (gerollt) 5000 m/s (beiR.T.) | |||||||||||||||||||
Wärmeausdehnung | 23,1 µm/(Messer) (bei 25 ° C) | |||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 237 w/(m · k) | |||||||||||||||||||
Elektrischer widerstand | 26,5 Nω Märatur (bei 20 ° C) | |||||||||||||||||||
Magnetische Ordnung | paramagnetisch[4] | |||||||||||||||||||
Molare magnetische Anfälligkeit | +16.5×10–6cm3/mol | |||||||||||||||||||
Elastizitätsmodul | 70 GPA | |||||||||||||||||||
Schermodul | 26 GPA | |||||||||||||||||||
Massenmodul | 76 GPA | |||||||||||||||||||
QUERKONTRAKTIONSZAHL | 0,35 | |||||||||||||||||||
Mohs Härte | 2.75 | |||||||||||||||||||
Vickers-Härte | 160–350 MPa | |||||||||||||||||||
Brinell Härte | 160–550 MPa | |||||||||||||||||||
CAS-Nummer | 7429-90-5 | |||||||||||||||||||
Geschichte | ||||||||||||||||||||
Benennung | aus Alumine, veralteter Name für Aluminiumoxid | |||||||||||||||||||
Vorhersage | Antoine Lavoissier (1782) | |||||||||||||||||||
Entdeckung | Hans Christian Ørsted (1824) | |||||||||||||||||||
Benannt von | Humphry Davy (1812[a]) | |||||||||||||||||||
Hauptsächlich Aluminiumisotope | ||||||||||||||||||||
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Aluminium (Aluminium in amerikanisch und Kanadisches Englisch) ist ein Chemisches Element mit dem Symbol Al und Ordnungszahl13. Aluminium hat eine Dichte, die niedriger ist als die von anderen gemeinsamen Metallemit ungefähr einem Drittel der von Stahl. Es hat eine große Affinität zu Sauerstoff, und bildet eine Schutzschicht von Oxid auf der Oberfläche, wenn er Luft ausgesetzt ist. Aluminium ähnelt visuell Silber, sowohl in seiner Farbe als auch in seiner großen Fähigkeit, Licht zu reflektieren. Es ist weich, nichtmagnetisch und dehnbar. Es hat ein stabiles Isotop, 27Al; Dieses Isotop ist sehr verbreitet und macht Aluminium zum zwölftesten Element im Universum. Die Radioaktivität von 26Al wird in verwendet radiodieren.
Chemisch ist Aluminium a Metall nach der Übernahme in dem Bor -Gruppe; Wie für die Gruppe üblich ist, bildet Aluminium Verbindungen hauptsächlich im +3 Oxidationszustand. Das Aluminium Kation Al3+ ist klein und hoch aufgeladen; Als solche ist es polarisierend und Fesseln Aluminiumformen neigen dazu Kovalenz. Die starke Affinität zum Sauerstoff führt zu Aluminiums gemeinsamer Assoziation mit Sauerstoff in der Natur in Form von Oxiden; Aus diesem Grund wird Aluminium auf der Erde hauptsächlich in Felsen in der gefunden Kruste, wo es das dritthäufigste Element danach ist Sauerstoff und Siliziumeher als in der Mantelund praktisch nie als freies Metall.
Die Entdeckung von Aluminium wurde 1825 vom dänischen Physiker bekannt gegeben Hans Christian Ørsted. Die erste industrielle Produktion von Aluminium wurde vom französischen Chemiker initiiert Henri Étienne Sainte-Claire Deville 1856. Aluminium wurde der Öffentlichkeit mit dem viel mehr zur Verfügung gestellt Hall -Héroult -Prozess unabhängig vom französischen Ingenieur entwickelt Paul Héroult und amerikanischer Ingenieur Charles Martin Hall Im Jahr 1886 führte die Massenproduktion von Aluminium zu ihrer umfassenden Verwendung in Industrie und Alltag. In den Weltkriegen I und IIAluminium war entscheidend Strategische Ressource zum Luftfahrt. 1954 wurde Aluminium zum meistproduzierten Nichteisenmetalleübertreffen Kupfer. Im 21. Jahrhundert wurde in den USA, Westeuropa und Japan das meiste Aluminium in Transport, Ingenieurwesen, Bau und Verpackung konsumiert.
Trotz seiner Prävalenz in der Umwelt ist bekannt, dass kein lebender Organismus Aluminium verwendet Salze metabolisch, aber Aluminium wird durch Pflanzen und Tiere gut vertragen. Aufgrund der Fülle dieser Salze ist das Potenzial für eine biologische Rolle für sie von anhaltendem Interesse, und die Studien werden fortgesetzt.
Physikalische Eigenschaften
Isotope
Nur von Aluminiumisotopen 27
Al
ist stabil. Diese Situation ist für Elemente mit einer ungeraden Atomzahl üblich.[b] Es ist der einzige ursprünglich Aluminiumisotop, d. H. Der einzige, der seit der Bildung des Planeten auf der Erde in seiner gegenwärtigen Form existiert hat. Fast das gesamte Aluminium auf der Erde ist als dieses Isotop vorhanden, was es zu einem macht mononuklidisches Element und bedeutet, dass es sein Standard Atomgewicht ist praktisch das gleiche wie das des Isotops. Dies macht Aluminium sehr nützlich in Kernspinresonanz (NMR), da sein einzelnes stabiles Isotop eine hohe NMR -Empfindlichkeit aufweist.[6] Das Standard -Atomgewicht von Aluminium ist im Vergleich zu vielen anderen Metallen gering.[c]
Alle anderen Aluminiumisotope sind radioaktiv. Das stabilste von diesen ist 26Al: während es zusammen mit stabiler Zeit vorhanden war 27Al in dem interstellaren Medium, aus dem sich das Sonnensystem bildete, nachdem er produziert wurde durch Stern Nucleosynthese auch es ist es Halbwertszeit beträgt nur 717.000 Jahre und daher ist seit der Bildung des Planeten keine nachweisbare Menge überlebt.[8] Jedoch winzige Spuren von 26Al werden von produziert von Argon in dem Atmosphäre durch Spallation verursacht durch kosmischen Strahlung Protonen. Das Verhältnis von 26Al zu 10Sei wurde für radiodieren von geologischen Prozessen über 105 bis 106Jahrsskalen, insbesondere Transport, Ablagerung, Sediment Lagerung, Bestattungszeiten und Erosion.[9] Die meisten Meteoritenwissenschaftler glauben, dass die Energie, die durch den Verfall von 26Al war verantwortlich für das Schmelzen und Unterscheidung von einigen Asteroiden Nach ihrer Gründung vor 4,55 Milliarden Jahren.[10]
Die verbleibenden Isotope von Aluminium mit Massenzahlen Im Bereich von 22 bis 43 haben alle eine Halbwertszeiten weit unter einer Stunde. Drei metastabil Staaten sind bekannt, alle mit Halbwertszeiten unter einer Minute.[5]
Elektronenhülle
Ein Aluminiumatom hat 13 Elektronen, die in einem angeordnet sind Elektronenkonfiguration von [Ne] 3s23p1,[11] mit drei Elektronen außerhalb einer stabilen Edelgaskonfiguration. Dementsprechend die kombinierten ersten drei Ionisationsenergien Aluminium sind weit niedriger als die vierte Ionisationsenergie allein.[12] Eine solche Elektronenkonfiguration wird mit den anderen gut charakterisierten Mitgliedern ihrer Gruppe geteilt. Bor, Gallium, Indium, und Thallium; Es wird auch erwartet Nihonium. Aluminium kann seine drei äußersten Elektronen in vielen chemischen Reaktionen relativ leicht aufgeben (siehe unter). Das Elektronegativität von Aluminium beträgt 1,61 (Pauling -Skala).[13]
Ein kostenloses Aluminiumatom hat a Radius von 143PM.[14] Mit den drei äußersten Elektronen entfernt, die Radius schrumpft auf 39 Uhr für ein 4-Koordinierter Atom oder 53,5 Uhr für ein 6-koordiniertes Atom.[14] Bei Standardtemperatur und Druck, Aluminiumatome (wenn sie nicht von Atomen anderer Elemente betroffen sind) bilden a Gesichtszentriertes Kubikkristallsystem gebunden Metallische Bindung bereitgestellt durch die äußersten Elektronen der Atome; Daher ist Aluminium (unter diesen Bedingungen) ein Metall.[15] Dieses Kristallsystem wird von vielen anderen Metallen geteilt, wie z. führen und Kupfer; Die Größe einer Einheitszelle Aluminium ist vergleichbar mit der dieser anderen Metalle.[15] Das System wird jedoch nicht von den anderen Mitgliedern seiner Gruppe geteilt; Bor hat Ionisierungsenergien zu hoch, um eine Metallisierung zu ermöglichen. Thallium hat a hexagonal eng gepackt Struktur und Gallium und Indium haben ungewöhnliche Strukturen, die nicht wie die von Aluminium und Thallium geschlossen sind. Die wenigen Elektronen, die zur Verfügung stehen Metallische Bindung In Aluminiummetall sind eine wahrscheinliche Ursache dafür, dass es weich mit einem niedrigen Schmelzpunkt und niedrig ist Elektrischer widerstand.[16]
Schüttgut
Aluminiummetall hat ein Aussehen von silbriger Weiß bis mattes Grau, je nach der Oberflächenrauheit.[d] Aluminiumspiegel reflektiert alle Metallspiegel für die Nähe am häufigsten Ultraviolett und weit Infrarot Licht und eines der reflektierendsten im sichtbaren Spektrum, fast mit Silber, und die beiden sehen daher ähnlich aus. Aluminium kann auch gut reflektieren Sonnenstrahlung, obwohl eine längere Sonneneinstrahlung in der Luft in der Luft zu einer Verschleiß auf der Oberfläche des Metalls verleiht; Dies kann verhindert werden, wenn Aluminium ist anodiert, was eine schützende Oxidschicht auf der Oberfläche hinzufügt.
Die Aluminiumdichte beträgt 2,70 g/cm3etwa 1/3 der von Stahl, viel niedriger als andere häufig auftretende Metalle, wodurch Aluminiumteile durch ihre Leichtigkeit leicht identifizierbar sind.[19] Die geringe Dichte von Aluminium im Vergleich zu den meisten anderen Metallen ergibt sich aus der Tatsache, dass seine Kerne viel leichter sind, während der Unterschied in der Größe der Einheitszellgröße diesen Unterschied nicht kompensiert. Die einzigen helleren Metalle sind die Metalle von Gruppen 1 und 2, was abgesehen von Beryllium und Magnesium sind zu reaktiv für den strukturellen Gebrauch (und Beryllium ist sehr giftig).[20] Aluminium ist nicht so stark oder steif wie Stahl, aber die niedrige Dichte macht dies in der Luft- und Raumfahrt Industrie und für viele andere Anwendungen, bei denen geringes Gewicht und relativ hohe Festigkeit von entscheidender Bedeutung sind.[21]
Reines Aluminium ist ziemlich weich und mangelt an Kraft. In den meisten Anwendungen verschiedene Aluminiumlegierungen werden stattdessen wegen ihrer höheren Stärke und Härte verwendet.[22] Das Ertragsfestigkeit von reinem Aluminium ist 7–11 MPA, während Aluminiumlegierungen haben Ertragsstärken von 200 MPa bis 600 MPa.[23] Aluminium ist dehnbarmit einer prozentualen Dehnung von 50-70%,[24] und formbar erlauben, es leicht zu sein gezeichnet und extrudiert.[25] Es ist auch leicht bearbeitet und gießen.[25]
Aluminium ist ausgezeichnet Thermal- und Elektrikleiter, mit rund 60% der Leitfähigkeit von Kupfersowohl thermische als auch elektrische, während nur 30% der Kupferdichte aufweisen.[26] Aluminium ist fähig zu Supraleitungmit einer supraleitenden kritischen Temperatur von 1,2 Kelvin und ein kritisches Magnetfeld von etwa 100 Gauß (10 Milliteslas).[27] es ist paramagnetisch und damit im Wesentlichen nicht von statischen Magnetfeldern betroffen.[28] Die hohe elektrische Leitfähigkeit bedeutet jedoch, dass sie durch die Induktion von durch die Induktion von stark beeinflusst wird Wirbelströme.[29]
Chemie
Aluminium kombiniert Merkmale von Vor- und Nachübertragungsmetallen. Da hat es nur wenige verfügbare Elektronen für metallische Bindung, wie es schwerer ist Gruppe 13 Kongenere, es hat die charakteristischen physikalischen Eigenschaften eines Metalls nach der Übersetzung mit länger als erwarteten interatomischen Entfernungen.[16] Darüber hinaus als Al3+ ist ein kleines und hoch aufgeladenes Kation, es ist stark polarisierend und Verbindung In Aluminiumverbindungen tendiert zu Kovalenz;[30] Dieses Verhalten ähnelt dem von Beryllium (Sei2+), und die beiden zeigen ein Beispiel für a Diagonale Beziehung.[31]
Der zugrunde liegende Kern unter Aluminiums Valenzschale ist die des vorhergehenden edler Gaswährend diejenigen ihrer schwereren Kongenere Gallium, Indium, Thallium, und Nihonium Fügen Sie auch eine gefüllte D-Subshell und in einigen Fällen eine gefüllte F-Subshell ein. Daher schützen die inneren Elektronen von Aluminium die Valenzelektronen fast vollständig, im Gegensatz zu den schwereren Kongeneren von Aluminium. Als solches ist Aluminium das elektropositive Metall in seiner Gruppe, und sein Hydroxid ist tatsächlich grundlegender als das von Gallium.[30][e] Aluminium hat auch geringfügige Ähnlichkeiten mit dem Metalloid -Bor in derselben Gruppe: ALX3 Verbindungen sind Valenz isoelektronisch zu bx3 Verbindungen (sie haben die gleiche elektronische Valenzstruktur) und beide verhalten sich wie Lewis -Säuren und leicht bilden Addukte.[32] Zusätzlich ist eines der Hauptmotive der Borchemie Regelmäßige ikosaedrische Strukturen und Aluminium bilden einen wichtigen Teil vieler ikosaedrischer Quasicrystal Legierungen, einschließlich der al -Zn -Mg -Klasse.[33]
Aluminium hat eine hohe Chemische Affinität zu Sauerstoff, was es für den Gebrauch als verwendet macht Reduktionsmittel in dem Thermit Reaktion. Ein feines Pulver aus Aluminiummetall reagiert explosionsmäßig auf Kontakt mit flüssiger Sauerstoff; Unter normalen Bedingungen bildet Aluminium jedoch eine dünne Oxidschicht (~ 5 nm bei Raumtemperatur)[34] Das schützt das Metall vor weiterer Korrosion durch Sauerstoff, Wasser oder verdünnte Säure, ein Prozess, der bezeichnet wird Passivierung.[30][35] Aufgrund seiner allgemeinen Korrosionsbeständigkeit ist Aluminium eines der wenigen Metalle, die in fein pulvertiger Form silberne Reflexionsvermögen behalten, was es zu einem wichtigen Bestandteil macht silberfarben Farben.[36] Aluminium wird aufgrund seiner Passivierung nicht durch Oxidationssäuren angegriffen. Dadurch kann Aluminium verwendet werden, um Reagenzien wie z. Salpetersäure, konzentriert Schwefelsäureund einige organische Säuren.[37]
In heißer Konzentration SalzsäureAluminium reagiert mit Wasser mit Wasserstoff und wässrig Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid bei Raumtemperatur zu bilden Aluminaten- Die schützende Passivierung unter diesen Bedingungen ist vernachlässigbar.[38] Königswasser löst auch Aluminium auf.[37] Aluminium wird durch gelöste korrodiert Chloridewie gemeinsam NatriumchloridAus diesem Grund wird Haushaltsklummen niemals aus Aluminium hergestellt.[38] Die Oxidschicht auf Aluminium wird ebenfalls durch Kontakt mit zerstört Merkur wegen Verschmelzung oder mit Salzen einiger elektropositiver Metalle.[30] Daher sind die stärksten Aluminiumlegierungen aufgrund von weniger korrosionsresistent galvanisch Reaktionen mit Legierung Kupfer,[23] Die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium wird durch wässrige Salze stark reduziert, insbesondere in Gegenwart unterschiedlicher Metalle.[16]
Aluminium reagiert beim Erhitzen mit den meisten Nichtmetallen und bildet Verbindungen wie z. Aluminiumnitrid (ALN), Aluminiumsulfid (Al2S3) und die Aluminiumhalogenide (Alx3). Es bildet auch eine breite Palette von intermetallische Verbindungen Metalle aus jeder Gruppe auf dem Periodenzüchter.[30]
Anorganische Verbindungen
Die überwiegende Mehrheit der Verbindungen, einschließlich aller Aluminium-haltigen Mineralien und alle kommerziell signifikanten Aluminiumverbindungen, verfügen über Aluminium im Oxidationszustand 3+. Das Koordinationsnummer von solchen Verbindungen variieren, aber im Allgemeinen Al3+ ist entweder sechs oder vier Koordinate. Fast alle Verbindungen von Aluminium (III) sind farblos.[30]

In wässriger Lösung, al3+ existiert als Hexaaqua -Kation [AL (h)2Ö)6]3+, was eine ungefähre Ka von 10–5.[6] Solche Lösungen sind sauer, da dieses Kation als Protonenspender und schrittweise wirken kann Hydrolyze Bis ein Präzipitat von Aluminiumhydroxid, Al (oh)3, Formen. Dies ist nützlich für Klärung von Wasser, wie der Niederschlag auf Kern suspendiert Partikel im Wasser und entfernen sie daher. Das Erhöhen des pH -Werts führt noch weiter dazu, dass sich das Hydroxid wieder auflöst aus Aluminat, [Al (h)2Ö)2(OH)4]−, gebildet.
Aluminiumhydroxid bildet sowohl Salze als auch Aluminate und löst sich in Säure und Alkali sowie bei Fusion mit sauren und basischen Oxiden auf.[30] Dieses Verhalten von Al (OH)3 wird bezeichnet Amphoterismus und ist charakteristisch für schwach grundlegende Kationen, die unlösliche Hydroxide bilden und deren hydratisierte Spezies auch ihre Protonen spenden können. Ein Effekt davon ist, dass Aluminiumsalze mit schwachen Säuren in Wasser zum Wasserhydroxid und dem entsprechenden nichtmetalischen Hydrid in Wasser hydrolysiert werden: Zum Beispiel, Aluminiumsulfid ergibt Schwefelwasserstoff. Einige Salze mögen jedoch Aluminiumcarbonat existieren in wässriger Lösung, sind aber als solche instabil; und nur eine unvollständige Hydrolyse findet für Salze mit starken Säuren wie Halogeniden statt. Nitrat, und Sulfat. Aus ähnlichen Gründen kann wasserfreie Aluminiumsalze nicht durch Erhitzen ihrer "Hydrate" hergestellt werden: hydratisiertes Aluminiumchlorid ist in der Tat nicht ALCL3· 6h2O aber [al (h)2Ö)6] Cl3und die Al -O -Bindungen sind so stark, dass die Heizung nicht ausreicht, um sie zu brechen und stattdessen Al -Cl -Bindungen zu bilden:[30]
- 2 [Al (h2Ö)6] Cl3 Al2O3 + 6 HCl + 9 h2O
Alle vier Trihalides sind bekannt. Im Gegensatz zu den Strukturen der drei schwereren Trihalides,, Aluminiumfluorid (Alf3) verfügt über sechs Koordinaten Aluminium, was seine Involatilität und Unlöslichkeit sowie hoch erklärt Bildungswärme. Jedes Aluminiumatom ist von sechs Fluoratomen in einer verzerrten Umgebung umgeben Oktaedrisch Anordnung, wobei jedes Fluoratom zwischen den Ecken von zwei Oktaeder geteilt wird. Solche {Alf6} Einheiten existieren auch in komplexen Fluoriden wie z. Kryolith, N / A3Alf6.[f] Alf3 schmilzt bei 1.290 ° C (2.354 ° F) und wird durch Reaktion von gemacht Aluminium Oxid mit Wasserstofffluorid Gas bei 700 ° C (1.300 ° F).[40]
Bei schwereren Halogenogeniden sind die Koordinationszahlen niedriger. Die anderen Trihalides sind dimer oder Polymer mit tetraedrischen Vier-Koordinaten-Aluminiumzentren.[g] Aluminiumtrichlorid (Alcl3) hat eine geschichtete Polymerstruktur unterhalb des Schmelzpunkts von 192,4 ° C (378 ° F), wandelt sich jedoch beim Schmelzen zu Al um2Cl6 Dimere. Bei höheren Temperaturen, die sich zunehmend zu trigonalem planarem Alcl verteilen3 Monomere ähnlich der Struktur von Bcl3. Aluminiumtribromid und Aluminium -Triiodid Form al2X6 Dimere in allen drei Phasen und zeigen daher keine so signifikanten Änderungen der Eigenschaften bei der Phasenänderung.[40] Diese Materialien werden durch die Behandlung von Aluminiummetall mit dem Halogen hergestellt. Die Aluminium -Trihalides bilden viele Zusatzverbindungen oder Komplexe; ihr Lewis saur Die Natur macht sie nützlich als Katalysatoren für die Friedel -Crafts -Reaktionen. Aluminium -Trichlorid hat einen größeren industriellen Verwendungszweck, der diese Reaktion betrifft, wie beispielsweise bei der Herstellung von Anthrachinone und Styrol; Es wird auch oft als Vorläufer für viele andere Aluminiumverbindungen und als Reagenz zum Umwandeln von nichtmetallischen Fluoriden in die entsprechenden Chloride verwendet (a Transhalogenierungsreaktion).[40]
Aluminium bildet ein stabiles Oxid mit dem chemische Formel Al2O3, allgemein genannt Aluminiumoxid.[41] Es kann in der Natur im Mineral gefunden werden Korundα-Aluminiumoxid;[42] Es gibt auch eine γ-Alumina-Phase.[6] Seine kristalline Form, Korund, ist sehr schwer (Mohs Härte 9), hat einen hohen Schmelzpunkt von 2.045 ° C (3.713 ° F), hat eine sehr geringe Volatilität, ist chemisch inert und ein guter elektrischer Isolator, es wird häufig in Schleimständen (wie Zahnpasta) als refraktäres Material verwendet. und in Keramiksowie das Ausgangsmaterial für die elektrolytische Produktion von Aluminiummetall. Saphir und Rubin sind unrein corundum mit Spurenmengen anderer Metalle kontaminiert.[6] Die beiden Hauptoxidhydroxides Alo (OH) sind Boehmit und Diaspore. Es gibt drei Haupt -Trihydroxide: Bayerite, Gibbsiteund Nordstrandit, die sich in ihrer kristallinen Struktur unterscheiden (Polymorphe). Viele andere mittlere und verwandte Strukturen sind ebenfalls bekannt.[6] Die meisten werden aus Erzen durch eine Vielzahl von Nassprozessen unter Verwendung von Säure und Base hergestellt. Das Erhitzen der Hydroxide führt zur Bildung von Corundum. Diese Materialien sind für die Herstellung von Aluminium von zentraler Bedeutung und selbst äußerst nützlich. Einige gemischte Oxidphasen sind ebenfalls sehr nützlich, wie z. Spinell (MGAL2O4), Na-β-Aluminiumoxid (Naal11O17), und Tricalcium Aluminat (Ca3Al2O6, eine wichtige Mineralphase in Portland-Zement).[6]
Der einzige Stall Chalkogenide Unter normalen Bedingungen sind Aluminiumsulfid (Al2S3), Selenid (Al2Se3) und Telluride (Al2Te3). Alle drei werden durch direkte Reaktion ihrer Elemente bei etwa 1.000 ° C (1.800 ° F) hergestellt und schnell vollständig im Wasser hydrolysiert, um Aluminiumhydroxid und die jeweils Wasserstoff -Chalkogenid. Da Aluminium ein kleines Atom im Vergleich zu diesen Chalkogenen ist, haben diese vier koordinierte tetraedrische Aluminium mit verschiedenen Polymorphen mit Strukturen mit dem Zusammenhang mit Wurtzitmit zwei Dritteln der möglichen Metallstellen, die entweder in geordneter (α) oder zufälliger (β) -Modie besetzt sind; Das Sulfid hat auch eine γ-Form im Zusammenhang mit γ-Aluminiumoxid und eine ungewöhnliche Hochtemperatur-sechseckige Form, bei der die Hälfte der Aluminiumatome eine tetraedrische Vier-Koordination aufweist und die andere Hälfte trigonale bipyramidene fünf Koordination aufweist. [43]
Vier Pnictides – Aluminiumnitrid (ALN), Aluminiumphosphid (ALP), Aluminiumarsenid (Leider) und Aluminium -Antimonid (ALSB) - sind bekannt. Sie sind alle III-V-Halbleiter isoelektronisch zu Silizium und Germaniumall das haben aber aln das haben Zinkmischung Struktur. Alle vier können durch Hochtemperatur- (und möglicherweise Hochdruck-) direkte Reaktion ihrer Komponentenelemente hergestellt werden.[43]
Aluminiumlegierungen gut mit den meisten anderen Metallen (mit Ausnahme der meisten Alkali Metalle und Gruppe 13 Metalle) und über 150 Intermetallik mit anderen Metallen sind bekannt. Die Zubereitung beinhaltet das Erhitzen fester Metalle in einem bestimmten Verhältnis, gefolgt von allmählicher Kühlung und Glühen. Die Bindung in ihnen ist überwiegend metallisch und die Kristallstruktur hängt hauptsächlich von der Effizienz des Packens ab.[44]
Es gibt nur wenige Verbindungen mit niedrigeren Oxidationszuständen. Ein paar Aluminium (i) Verbindungen existieren: ALF, ALCL, ALBR und ALI existieren in der gasförmigen Phase, wenn das jeweilige Trihalid mit Aluminium und bei kryogenen Temperaturen erhitzt wird.[40] Ein stabiles Derivat von Aluminiummonoiodid ist der zyklische Addukt gebildet mit Triethylamin, Al4I4(Netz3)4. Al2O und al2S existieren auch, sind aber sehr instabil.[45] Sehr einfache Aluminium (II) -Verbindungen werden in den Reaktionen von Al -Metal mit Oxidationsmitteln aufgerufen oder beobachtet. Zum Beispiel, Aluminiummonoxid, Alo, wurde in der Gasphase nach Explosion nachgewiesen[46] und in Sternabsorptionsspektren.[47] Gründlicher untersucht werden Verbindungen der Formel r4Al2 die eine Al -Al -Bindung enthalten und wo r ein großer organischer ist Ligand.[48]

Eine Vielzahl von Verbindungen empirischer Formel ALC3 und ALR1.5Cl1.5 existieren.[49] Die Aluminium-Versuchskylle und Triaryls sind reaktive, flüchtige und farblose Flüssigkeiten oder niedrig melkte Feststoffe. Sie fangen spontan in Luft und reagieren mit Wasser, was beim Umgang mit ihnen Vorsichtsmaßnahmen erfordert. Im Gegensatz zu ihren Boranaloga bilden sie oft Dimere, aber diese Tendenz nimmt für verzweigte Kettenalkyls ab (z. Pri, Bui, Mir3CCH2); zum Beispiel, Triisobutylaluminium existiert als Gleichgewichtsgemisch aus Monomer und Dimer.[50][51] Diese Dimere wie z. Trimethylaluminium (Al2Mir6) verfügen normalerweise über tetraedrische Al -Zentren, die durch Dimerisierung mit einer gewissen Alkylgruppenüberbrückung zwischen beiden Aluminiumatomen gebildet werden. Sie sind harte Säuren und reagieren leicht mit Liganden und bilden Addukte. In der Industrie werden sie hauptsächlich bei Alkeninsertionsreaktionen verwendet, wie von entdeckt werden Karl Zieglervor allem in "Wachstumsreaktionen", die langkettige unverzweigte Primäralkene und Alkohole und bei der niedrigen Druckpolymerisation von bilden Ethen und Propene. Es gibt auch einige Heterocyclic und Cluster -Organoaluminium -Verbindungen mit Al -N -Bindungen.[50]
Der industriellsten wichtigste Aluminiumhydrid ist Lithium -Aluminiumhydrid (Lialh4), das als Reduktionsmittel in verwendet wird organische Chemie. Es kann aus produziert werden Lithiumhydrid und Aluminiumtrichlorid.[52] Der einfachste Hydrid, Aluminiumhydrid oder Alane ist nicht so wichtig. Es ist ein Polymer mit der Formel (ALH3)nIm Gegensatz zum entsprechenden Borhydrid, das ein Dimer mit der Formel ist (BH3)2.[52]
Natürliches Ereignis
Platz
Aluminiums Häufigkeit pro Parteien in der Sonnensystem ist 3.15 ppm (Teile pro Million).[53][h] Es ist der zwölfthäufigste aller Elemente und die dritthäufigste unter den Elementen, die nach Wasserstoff und Stickstoff ungerade Atomzahlen aufweisen.[53] Das einzige stabile Isotop von Aluminium, 27Al, ist der achtzehnteste vorhandene Kern im Universum. Es entsteht fast ausschließlich nach der Fusion von Kohlenstoff in massiven Sternen, die später werden werden Typ II Supernovas: Diese Fusion schafft 26Mg, das bei der Erfassung freier Protonen und Neutronen Aluminium wird. Einige kleinere Mengen von 27Al werden in erstellt in Wasserstoffbrennen Muscheln von entwickelten Sternen, wo 26Mg kann freie Protonen erfassen.[54] Im Wesentlichen ist das gesamte Aluminium, das jetzt existiert 27Al. 26AL war im frühen Sonnensystem mit einer Fülle von 0,005% im Vergleich zu vorhanden 27Al, aber seine Halbwertszeit von 728.000 Jahren ist zu kurz für alle ursprünglichen Kerne, um zu überleben. 26Al ist deshalb ausgestorben.[54] Anders als für 27Al, Wasserstoffverbrennung ist die Hauptquelle von 26Al, mit dem Nuklid nach einem Kern von Nucleus von 25MG fängt ein kostenloses Proton. Allerdings die Spurenmengen von 26Al, die existieren, sind die häufigsten Gamma Ray Emitter in der Interstellares Gas;[54] Wenn das Original 26Al waren noch anwesend, Gamma Ray Maps von der Milchstraße wäre heller.[54]
Erde
Insgesamt beträgt die Erde masseweise zu etwa 1,59% Aluminium (siebter in reichlich Überfluss).[55] Aluminium tritt in größerem Verhältnis in der Erdkruste auf als im Universum im Allgemeinen, da Aluminium leicht das Oxid bildet und zu Felsen gebunden wird und in der bleibt Erdkruste, während weniger reaktive Metalle bis ins Kern sinken.[54] In der Erdkruste ist Aluminium das am häufigsten vorkommende metallische Element (8,23% nach Masse[24]) und der dritthäufigste aller Elemente (nach Sauerstoff und Silizium).[56] Eine große Anzahl von Silikaten in der Erdkruste enthält Aluminium.[57] Im Gegensatz dazu die Erde Mantel ist nur 2,38% Aluminium durch Masse.[58] Aluminium tritt auch in Meerwasser in einer Konzentration von 2 & mgr; g/kg auf.[24]
Aufgrund seiner starken Affinität zum Sauerstoff ist Aluminium fast nie im elementaren Zustand zu finden. Stattdessen kommt es in Oxiden oder Silikaten vor. FeldspatDie häufigste Gruppe von Mineralien in der Erdkruste sind Aluminosilikate. Aluminium tritt auch in den Mineralien auf Beryll, Kryolith, Granat, Spinell, und Türkis.[59] Verunreinigungen in Al2O3, wie zum Beispiel Chrom und Eisen, geben Sie die Edelsteine Rubin und Saphir, beziehungsweise.[60] Native Aluminium Metall ist extrem selten und kann nur als kleinere Phase im niedrigen Sauerstoff gefunden werden Flüchtigkeit Umgebungen wie die Innenräume bestimmter Vulkane.[61] Einheimisches Aluminium wurde in berichtet kalte Sicker im Nordosten Kontinentalhang des Südchinesisches Meer. Es ist möglich, dass diese Einlagen aus entstanden sind bakteriell die Ermäßigung von Tetrahydroxoaluminat Al (OH)4−.[62]
Obwohl Aluminium ein übliches und weit verbreitetes Element ist, sind nicht alle Aluminiummineralien wirtschaftlich lebensfähige Quellen des Metalls. Fast das gesamte metallische Aluminium wird aus dem hergestellt Erz Bauxit (Alox(OH)3–2x). Bauxit tritt als Verwitterung Produkt von niedrigem Eisen und Siliciumdioxid unter tropischen klimatischen Bedingungen.[63] Im Jahr 2017 wurde die meisten Bauxit in Australien, China, Guinea und Indien abgebaut.[64]
Geschichte

Die Geschichte des Aluminiums wurde durch die Verwendung von geprägt Alaun. Die erste schriftliche Aufzeichnung von Alaun, gemacht von griechisch Historiker Herodot, stammt aus dem 5. Jahrhundert v. Chr.[65] Es ist bekannt, dass die Alten Alaun als Färben verwendet haben Beize und für die Stadtverteidigung.[65] Nach dem Kreuzzüge, Alaun, ein unverzichtbares Gut in der europäischen Stoffindustrie,[66] war Gegenstand des internationalen Handels;[67] Es wurde vom östlichen Mittelmeer bis Mitte des 15. Jahrhunderts nach Europa importiert.[68]
Die Natur von Alaun blieb unbekannt. Um 1530, Schweizer Arzt Paracelsus Das vorgeschlagene Alaun war ein Salz einer Erde aus Alaun.[69] 1595 deutscher Arzt und Chemiker Andreas Libavius Experimentell bestätigt dies.[70] Im Jahr 1722 der deutsche Chemiker Friedrich Hoffmann kündigte seine Überzeugung an, dass die Basis von Alaun eine eigene Erde war.[71] 1754 deutscher Chemiker Andreas Sigismund Marggraf synthetisierte Aluminiumoxid durch Kochen von Ton in Schwefelsäure und anschließend hinzuzufügen Pottasche.[71]
Versuche, Aluminiummetall zu produzieren, stammen aus 1760.[72] Der erste erfolgreiche Versuch wurde jedoch 1824 vom dänischen Physiker und Chemiker abgeschlossen Hans Christian Ørsted. Er reagierte wasserfrei Aluminiumchlorid mit Kalium Amalgam, liefert einen Metallklumpen, der Zinn ähnlich aussieht.[73][74][75] Er präsentierte seine Ergebnisse und zeigte 1825 eine Probe des neuen Metalls.[76][77] Im Jahr 1827 der deutsche Chemiker Friedrich Wöhler Wiederholte Ørsted -Experimente, identifizierten jedoch kein Aluminium.[78] (Der Grund für diese Inkonsistenz wurde erst 1921 entdeckt.)[79] Er führte im selben Jahr ein ähnliches Experiment durch, indem er wasserfreies Aluminiumchlorid mit Kalium mischte und ein Aluminiumpulver produzierte.[75] 1845 konnte er kleine Stücke des Metalls produzieren und beschrieben einige physikalische Eigenschaften dieses Metalls.[79] Für viele Jahre danach wurde Wöhler als Entdecker von Aluminium zugeschrieben.[80]

Da Wöhlers Methode keine großen Mengen Aluminium ergeben konnte, blieb das Metall selten; Die Kosten übertrafen die des Goldes.[78] Die erste industrielle Produktion von Aluminium wurde 1856 vom französischen Chemiker gegründet Henri Etienne Sainte-Claire Deville und Gefährten.[81] Deville hatte entdeckt, dass Aluminiumtrichlorid durch Natrium reduziert werden konnte, was bequemer und günstiger als Kalium, das Wöhler verwendet hatte.[82] Selbst dann war Aluminium immer noch nicht von großer Reinheit und produzierte Aluminium in den Eigenschaften durch Probe.[83] Aufgrund seiner elektrizitätsleitenden Kapazität wurde Aluminium als Kappe der Washington Monument, 1885 fertig Blitzableiter Gipfel.
Die erste industrielle groß angelegte Produktionsmethode wurde 1886 vom französischen Ingenieur unabhängig voneinander entwickelt Paul Héroult und amerikanischer Ingenieur Charles Martin Hall; Es ist jetzt als die bekannt Hall -Héroult -Prozess.[84] Der Hall -Héroult -Prozess wandelt Aluminiumoxid in Metall um. Österreichischer Chemiker Carl Joseph Bayer entdeckte einen Weg, Bauxit zu reinigen, um Aluminiumoxid zu ergeben, jetzt bekannt als die Bayer -Prozessim Jahr 1889.[85] Die moderne Produktion des Aluminiummetalls basiert auf den Bayer- und Hall -Héult -Prozessen.[86]
Die Preise für Aluminium fielen und Aluminium wurde in Schmuck, alltäglichen Gegenständen, Brillenrahmen, optischen Instrumenten, Tabellengeschirr und weit verbreitet. vereiteln In den 1890er und frühen 20. Jahrhundert. Aluminiums Fähigkeit, harte, aber leichte Legierungen mit anderen Metallen zu bilden, sorgten dem Metall mit vielen Verwendungszwecken.[87] Während Erster WeltkriegGroße Regierungen forderten große Sendungen von Aluminium für leichte, starke Flugzeugzellen.[88] während Zweiter WeltkriegDie Nachfrage der großen Regierungen nach Luftfahrt war sogar noch höher.[89][90][91]
Mitte des 20. Jahrhunderts war Aluminium ein Teil des Alltags und ein wesentlicher Bestandteil der Haushaltswaren geworden.[92] Im Jahr 1954 übertraf die Produktion von Aluminium die von Kupfer,[ich] historisch zweiter in der Produktion nur für Eisen,[95] Machen Sie es am meisten produziert Nichteisenmetalle. Mitte des 20. Jahrhunderts wurde Aluminium als Bauwerkzeugmaterial mit Gebäudeanträgen sowohl in der Grundkonstruktion als auch in der Innenausstattung.[96] und zunehmend in der Militärtechnik für Flugzeuge und Landpanzerfahrzeugmotoren eingesetzt.[97] Erster künstlicher Satellit der Erde1957 eingeführt, bestand aus zwei getrennten Aluminium-Halbkugeln, und alle nachfolgenden Raumfahrzeuge haben in gewissem Maße Aluminium verwendet.[86] Das Aluminiumdose wurde 1956 erfunden und 1958 als Lagerung für Getränke beschäftigt.[98]
Während des gesamten 20. Jahrhunderts stieg die Produktion von Aluminium schnell: Während die weltweite Produktion von Aluminium im Jahr 1900 6.800 Tonnen betrug, überstieg die jährliche Produktion 1916 erstmals 100.000 Tonnen. 1.000.000 Tonnen im Jahr 1941; 10.000.000 Tonnen im Jahr 1971.[93] In den 1970er Jahren machte die erhöhte Nachfrage nach Aluminium es zu einem Austauschgut; es trat in die ein London Metal Exchange, der älteste Industriemetallaustausch der Welt, 1978.[86] Die Ausgabe wuchs weiter: Die jährliche Produktion von Aluminium überstieg 2013 über 50.000.000 Tonnen.[93]
Das echter Preis für Aluminium ging von 14.000 USD pro Tonne im Jahr 1900 auf 2.340 USD im Jahr 1948 (1998 US -Dollar) zurück.[93] Die Kosten für die Extraktion und Verarbeitungskosten wurden gegenüber dem technologischen Fortschritt und dem Ausmaß der Volkswirtschaften gesenkt. Die Notwendigkeit, Ablagerungen von schlechterer Qualität zu nutzen, und die Verwendung schneller steigender Inputkosten (vor allem Energie) erhöhte jedoch die Nettokosten für Aluminium.[99] Der eigentliche Preis begann in den 1970er Jahren mit dem Anstieg der Energiekosten zu wachsen.[100] Die Produktion wechselte von den Industrieländern in Länder, in denen die Produktion billiger war.[101] Die Produktionskosten im späten 20. Jahrhundert änderten sich aufgrund von technologischen Fortschritten, niedrigeren Energiepreisen, Wechselkursen des US -Dollars und Aluminiumoxidpreisen.[102] Das Bric Der kombinierte Anteil der Länder an der Primärproduktion und des Primärverbrauchs stieg im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts erheblich.[103] China sammelt dank einer Fülle von Ressourcen, billigen Energie und staatlichen Reizen einen besonders großen Anteil an der Weltproduktion.[104] Es erhöhte auch seinen Verbrauchsanteil von 2% im Jahr 1972 auf 40% im Jahr 2010.[105] In den USA, Westeuropa und Japan wurde das meiste Aluminium in Transport, Ingenieurwesen, Bau und Verpackung konsumiert.[106] Im Jahr 2021 sind die Preise für Industriemetalle wie Aluminium auf nahezu Rekordniveaus gestiegen Energieknappheit In China erhöhen sich die Kosten für Strom.[107]
Etymologie
Die Namen Aluminium und Aluminium werden vom Wort abgeleitet Alumine, ein veralteter Begriff für Aluminiumoxid,[j] a natürlich vorkommendes Oxid von Aluminium.[109] Alumine wurde von Franzosen ausgeliehen, was es wiederum abgeleitete Alumen, der klassische lateinische Name für Alaun, das Mineral, aus dem es gesammelt wurde.[110] Das lateinische Wort Alumen stammt aus dem Proto-indo-europäisch Wurzel *Alu- bedeutet "bitter" oder "Bier".[111]

Prägung
Britischer Chemiker Humphry Davy, der eine Reihe von Experimenten durchgeführt hat, die das Metall isolieren sollen, wird als die Person zugeschrieben, die das Element benannt hat. Der vorgeschlagene Vorname, das das Metall von Alaun isoliert wurde, war Alumium, was Davy in einem Artikel von 1808 über seine elektrochemische Forschung vorschlug, veröffentlicht in Philosophische Transaktionen der königlichen Gesellschaft.[112] Es schien, dass der Name aus dem englischen Wort geprägt wurde Alaun und das lateinische Suffix -ium; Aber es war dann üblich, Elementen Namen zu geben, die im Latein stammen, so dass dieser Name nicht allgemein übernommen wurde. Dieser Name wurde von zeitgenössischen Chemikern aus Frankreich, Deutschland und Schweden kritisiert, die darauf bestanden, dass das Metall nach dem Oxid Aluminiumoxid benannt werden sollte, aus dem es isoliert werden würde.[113] Der englische Name Alaun kommt nicht direkt aus lateinisch, wohingegen Alumine/Aluminiumoxid kommt offensichtlich aus dem lateinischen Wort Alumen (auf Deklination, Alumen Änderungen zu Alumin-).
Ein Beispiel war Essai sur la Nomenklaturchimique (Juli 1811), in Französisch von einem schwedischen Chemiker geschrieben, Jöns Jacob Berzelius, in dem der Name Aluminium wird dem Element gegeben, das aus Alaun synthetisiert wird.[114][k] (Ein weiterer Artikel in derselben Journalausgabe gibt auch den Namen an Aluminium zu dem Metall, dessen Oxid die Grundlage von ist Saphir.))[116] Eine Zusammenfassung einer von Davys Vorträge im Januar 1811 am königliche Gesellschaft erwähnte den Namen Aluminium Möglichkeit.[117] Im nächsten Jahr veröffentlichte Davy ein Chemie -Lehrbuch, in dem er die Rechtschreibung verwendete Aluminium.[118] Beide Schreibweisen haben seitdem nebeneinander existiert. Ihre Verwendung ist regional: Aluminium dominiert in den USA und Kanada; Aluminiumim Rest der englischsprachigen Welt.[119]
Rechtschreibung
Im Jahr 1812 ein britischer Wissenschaftler, Thomas Young,[120] schrieb eine anonyme Rezension von Davys Buch, in dem er den Namen vorschlug Aluminium Anstatt von Aluminium, was er glaubte, einen "weniger klassischen Klang" zu haben.[121] Dieser Name hat sich gefangen: obwohl die -Äh Rechtschreibung wurde gelegentlich in Großbritannien, der amerikanischen wissenschaftlichen Sprache, verwendet -ium von Anfang an.[122] Die meisten Wissenschaftler auf der ganzen Welt verwendeten -ium im 19. Jahrhundert;[119] und es war in vielen anderen europäischen Sprachen verankert, wie z. Französisch, Deutsch, und Niederländisch.[l] Im Jahr 1828 ein amerikanischer Lexikograph, Noah Webster, betrat nur die Aluminium Rechtschreibung in seinem Amerikanisches Wörterbuch der englischen Sprache.[123] In den 1830er Jahren die -Äh Rechtschreibung gewann in den Vereinigten Staaten den Einsatz; In den 1860er Jahren war es dort die allgemeinere Rechtschreibung außerhalb der Wissenschaft geworden.[122] Im Jahr 1892 benutzte Hall das -Äh Rechtschreibung in seinem Werbemittel für seine neue elektrolytische Methode zur Herstellung des Metalls trotz seiner ständigen Verwendung der -ium Rechtschreibung in allen Patenten, die er zwischen 1886 und 1903 eingereicht hat: Es ist nicht bekannt, ob diese Rechtschreibung versehentlich oder absichtlich eingeführt wurde; Aber Hall bevorzugte Aluminium seit seiner Einführung, weil es ähnelte Platin, der Name eines prestigeträchtigen Metalls.[124] Bis 1890 waren beide Schreibweisen in den Vereinigten Staaten üblich, die -ium Rechtschreibung ist etwas häufiger; Bis 1895 hatte sich die Situation umgekehrt; bis 1900, Aluminium war doppelt so häufig geworden wie Aluminium; im nächsten Jahrzehnt die -Äh Rechtschreibende dominierte amerikanische Verwendung. 1925 die American Chemical Society nahm diese Schreibweise an.[119]
Das Internationale Union der reinen und angewandten Chemie (IUPAC) adoptiert Aluminium als Standard internationaler Name für das Element im Jahr 1990.[125] 1993 erkannten sie Aluminium als akzeptable Variante;[125] der neuesten 2005 Ausgabe der IUPAC -Nomenklatur der anorganischen Chemie erkennt auch diese Schreibweise an.[126] IUPAC Offizielle Veröffentlichungen verwenden die -ium Rechtschreibung als primär, und sie listen beide auf, wo es angemessen ist.[m]
Produktion und Verfeinerung
Die Produktion von Aluminium beginnt mit der Extraktion von Bauxit Rock vom Boden. Der Bauxit wird mit dem verarbeitet und transformiert Bayer -Prozess hinein Aluminiumoxid, was dann mit dem verarbeitet wird Hall -Héroult -Prozess, was zu dem endgültigen Aluminiummetall führt.
Die Aluminiumproduktion ist sehr energieverbrauchend, und so tendieren die Hersteller dazu, Schmelzhütten an Orten zu finden, an denen die Stromstrom sowohl reichlich als auch kostengünstig ist.[128] Ab 2019 der weltweit größte Schmelz von Aluminium befinden sich in China, Indien, Russland, Kanada und den Vereinigten Arabischen Emiraten.[129] Während China bei weitem der beste Aluminiumproduzent mit einem weltweiten Anteil von fünfundfünfzig Prozent ist.
Laut dem Internationales Ressourcengremium's Metallaktien im Gesellschaftsbericht, der Globus pro Kopf Bestand an Aluminium in der Gesellschaft (d. H. In Autos, Gebäuden, Elektronik usw.) beträgt 80 kg (180 lb). Ein Großteil davon ist in mehr entwickelteren Ländern (350–500 kg (770–100 lb) pro Kopf) statt weniger entwickelten Länder (35 kg) pro Kopf) als weniger entwickelte Länder.[130]
Bayer -Prozess
Bauxit wird durch den Bayer -Prozess in Alumina umgewandelt. Bauxit wird für eine gleichmäßige Zusammensetzung gemischt und dann gemahlen. Das resultierende Aufschlämmung wird mit einer heißen Lösung von gemischt Natriumhydroxid; Die Mischung wird dann in einem Fermentelgefäß in einem Druck deutlich über dem Atmosphäre behandelt, wodurch das Aluminiumhydroxid in Bauxit gelöst wird, während Verunreinigungen in relativ unlösliche Verbindungen umgewandelt werden:[131]
Nach dieser Reaktion liegt die Aufschlämmung bei einer Temperatur über dem atmosphärischen Siedepunkt. Es wird abgekühlt, indem Dampf entfernt wird, da der Druck verringert wird. Der Bauxitrest ist von der Lösung getrennt und verworfen. Die Lösung, die frei von Feststoffen ist, ist mit kleinen Kristallen aus Aluminiumhydroxid ausgesät; Dies führt zu einer Zersetzung des [Al (OH)4]− Ionen zum Aluminiumhydroxid. Nachdem etwa die Hälfte des Aluminiums ausgefallen ist, wird die Mischung an Klassifizierer gesendet. Kleine Kristalle von Aluminiumhydroxid werden als Aussaatmittel gesammelt. Grobe Partikel werden durch Erhitzen in Aluminiumoxid umgewandelt; Die überschüssige Lösung wird durch Verdunstung entfernt (falls erforderlich) gereinigt und recycelt.[131]
Hall -Héroult -Prozess

Die Umwandlung von Aluminiumoxid zu Aluminiummetall wird durch die erreicht Hall -Héroult -Prozess. In diesem energieintensiv Kryolith (N / A3Alf6) mit Kalziumfluorid ist elektrolysiert metallisches Aluminium produzieren. Das flüssige Aluminium -Metall sinkt auf den Boden der Lösung und wird abgehackt und normalerweise in große Blöcke gegossen genannt Aluminium -Börsen zur weiteren Verarbeitung.[37]
Anoden der Elektrolysezelle bestehen aus Kohlenstoff - das resistenteste Material gegen Fluoridkorrosion - und backen entweder beim Prozess oder sind vorbrocken. Ersteres, auch Söderberg-Anoden genannt, sind weniger leistungsstärker und Dämpfe, die während des Backens freigesetzt werden, sind kostspielig zu sammeln. Deshalb werden sie durch vorbroschte Anoden ersetzt, obwohl sie die Kraft, Energie und Arbeit retten, um die Kathoden vorzubereiten. Kohlenstoff für Anoden sollte vorzugsweise rein sein, so dass weder Aluminium noch der Elektrolyt mit Asche kontaminiert sind. Trotz des Widerstands von Kohlenstoff vor Korrosion wird es immer noch mit einer Geschwindigkeit von 0,4–0,5 kg pro Kilogramm produziertes Aluminium verbraucht. Katzene bestehen aus Anthrazit; Eine hohe Reinheit für sie ist nicht erforderlich, weil Verunreinigungen Lauge Nur sehr langsam. Die Kathode wird mit einer Rate von 0,02–0,04 kg pro Kilogramm produziertes Aluminium verbraucht. Eine Zelle wird normalerweise nach 2 bis 6 Jahren nach einem Versagen der Kathode beendet.[37]
Der Hall -Heroult -Prozess erzeugt Aluminium mit einer Reinheit von über 99%. Eine weitere Reinigung kann durch die durchgeführt werden Hoopes -Prozess. Dieser Prozess umfasst die Elektrolyse von geschmolzenem Aluminium mit einem Natrium-, Barium- und Aluminiumfluoridelektrolyten. Das resultierende Aluminium hat eine Reinheit von 99,99%.[37][132]
Die elektrische Leistung entspricht je nach Standort der Schmelze etwa 20 bis 40% der Kosten für die Herstellung von Aluminium. Die Aluminiumproduktion verbraucht rund 5% des in den USA erzeugten Strom.[125] Aus diesem Grund wurden Alternativen zum Hall -Héroult -Prozess erforscht, aber keiner hat sich als wirtschaftlich machbar herausgestellt.[37]
Recycling

Wiederherstellung des Metalls durch Recycling ist zu einer wichtigen Aufgabe der Aluminiumindustrie geworden. Recycling war eine niedrig profilierte Aktivität bis Ende der 1960er Jahre, als die wachsende Verwendung von Aluminium Getränkedosen brachte es zum öffentlichen Bewusstsein.[133] Das Recycling beinhaltet das Schmelzen des Schrottes, ein Prozess, bei dem nur 5% der Energie zur Herstellung von Aluminium aus dem Erz verwendet werden, obwohl ein signifikanter Teil (bis zu 15% des Eingangsmaterials) als verloren geht Schlacke (aschähnliches Oxid).[134] Ein Aluminium -Stapel -Melter produziert signifikant weniger Schläger, wobei die Werte unter 1%angegeben sind.[135]
Weiße Dämpfer aus der primären Aluminiumproduktion und aus sekundären Recyclingoperationen enthält immer noch nützliche Mengen an Aluminium, die sein können industriell extrahiert. Das Verfahren erzeugt Aluminiumknüppel zusammen mit einem hochkomplexen Abfallmaterial. Dieser Abfall ist schwer zu verwalten. Es reagiert mit Wasser und setzt eine Mischung aus Gasen frei (einschließlich, unter anderem. Wasserstoff, Acetylen, und Ammoniak), die sich spontan auf Kontakt mit Luft entzündet;[136] Der Kontakt mit feuchter Luft führt zur Freisetzung reichlicher Mengen an Ammoniakgas. Trotz dieser Schwierigkeiten wird der Abfall als Füllstoff in verwendet Asphalt und Beton.[137]
Anwendungen

Metall
Die globale Produktion von Aluminium im Jahr 2016 betrug 58,8 Millionen Tonnen. Es übertraf das von anderen Metall Eisen (1.231 Millionen Tonnen).[138][139]
Aluminium wird fast immer legiert, was seine mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert, insbesondere wenn temperiert. Zum Beispiel das gemeinsame Aluminiumfolien und Getränkedosen sind Legierungen von 92% bis 99% Aluminium.[140] Die Hauptstufe Legierung Agenten sind Kupfer, Zink, Magnesium, Mangan, und Silizium (z.B., Duralumin) mit den Niveaus anderer Metalle in einigen Prozent.[141] Aluminium, sowohl geschmückt als auch gegossen, wurde mit: Mangan, Silizium, Magnesium, Kupfer und Zink unter anderen.[142] Zum Beispiel die Kynal Die Familie von Legierungen wurde vom britischen chemischen Hersteller entwickelt Imperial Chemical Industries.
Die Hauptverwendungen für Aluminiummetall sind in:[143]
- Transport (Automobile, Flugzeug, Lastwagen, Eisenbahnwagen, Meeresgefäße, Fahrräder, Raumschiff, usw.). Aluminium wird aufgrund seiner geringen Dichte verwendet;
- Verpackung (Büchsen, Folie, Rahmen, usw.). Aluminium wird verwendet, weil es ungiftig ist (siehe unter), nichtAdsorptiver, und Splitter-nachweisen;
- Gebäude und Bau (Konstruktion (Fenster, Türen, Abstellgleis, Gebäudedraht, Ummantelung, Dachung, usw.). Da Stahl billiger ist, wird Aluminium verwendet, wenn Leichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder technische Merkmale wichtig sind.
- Elektrizitätsbezogene Anwendungen (Leiterlegierungen, Motoren und Generatoren, Transformatoren, Kondensatoren, usw.). Aluminium wird verwendet, da es relativ billig ist, hochleitend, eine angemessene mechanische Festigkeit und geringe Dichte aufweist und der Korrosion widersteht.
- Eine breite Palette von Haushalt Artikel, von Kochutensilien zu Möbel. Niedrige Dichte, gutes Aussehen, Erfindung der Herstellung und Haltbarkeit sind die Schlüsselfaktoren für die Verwendung von Aluminium;
- Maschinen und Geräte (Verarbeitungsgeräte, Rohre, Werkzeuge). Aluminium wird aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, nichtPyrophoritätund mechanische Stärke.
- Tragbare Computerfälle. Derzeit selten ohne Legierung verwendet,[144] Aluminium kann jedoch recycelt werden und sauberes Aluminium hat einen verbleibenden Marktwert: Zum Beispiel die gebrauchte Getränkedose (UBC) Material wurde verwendet, um die elektronischen Komponenten von zu umhüllen MacBook Air Laptop, Pixel 5 Smartphone oder Summit Lite Smartwatch.[145][146][147]
Verbindungen
Die große Mehrheit (ca. 90%) von Aluminium Oxid wird in metallische Aluminium umgewandelt.[131] Ein sehr hartes Material sein (Mohs Härte 9),,[148] Aluminiumoxid wird weit verbreitet als Schleifmittel;[149] Wenn es außerordentlich chemisch inert ist, ist es in hochreaktiven Umgebungen wie nützlich Hochdruck Natrium Lampen.[150] Aluminiumoxid wird üblicherweise als Katalysator für industrielle Prozesse verwendet.[131] z.B. das Claus -Prozess umwandeln Schwefelwasserstoff Schwefel in Raffinerien und zu Alkylat Amine.[151][152] Viele industriell Katalysatoren sind unterstützt von Alumina, was bedeutet, dass die teuer Katalysator Das Material wird über eine Oberfläche der inerten Aluminiumoxid verteilt.[153] Eine weitere Hauptverwendung ist als Trocknungsmittel oder absorbierend.[131][154]

Mehrere Sulfate Aluminium haben eine industrielle und kommerzielle Anwendung. Aluminiumsulfat (in seiner Hydratform) wird auf der jährlichen Skala von mehreren Millionen Tonnen produziert.[155] Etwa zwei Drittel werden in konsumiert Wasserversorgung.[155] Die nächste große Anwendung ist in der Herstellung von Papier.[155] Es wird auch als Unterricht bei Färben, in Einfacken von Samen, Deodorisierung von Mineralölen verwendet, in Ledergerbungund in der Produktion anderer Aluminiumverbindungen.[155] Zwei Arten von Alaun, Ammoniumalum und Kaliumalum, wurden früher als Mordanten und in Lederbräunen verwendet, aber ihre Verwendung hat nach Verfügbarkeit von Aluminiumsulfat mit hohem Purity-Sulfat erheblich zurückgegangen.[155] Wasserfrei Aluminiumchlorid wird als Katalysator in der chemischen und petrochemischen Industrie, in der Färbenindustrie und in der Synthese verschiedener anorganischer und organischer Verbindungen verwendet.[155] Aluminiumhydroxychloride werden zur Reinigung von Wasser, in der Papierindustrie und als verwendet Antitranspirantien.[155] Natriumaluminat wird zur Behandlung von Wasser und als Beschleuniger der Verfestigung von Zement verwendet.[155]
Viele Aluminiumverbindungen haben Nischenanwendungen, zum Beispiel:
- Aluminiumacetat in Lösung wird als als verwendet adstringierend.[156]
- Aluminiumphosphat wird bei der Herstellung von Glas, Keramik, verwendet, Zellstoff und Papierprodukte, Kosmetika, Farben, Lackund zahnärztlich Zement.[157]
- Aluminiumhydroxid wird als ein verwendet Antazidaund untermordend; es wird auch in verwendet Wasser Reinigung, Herstellung von Glas und Keramik sowie in der Wasserdichtung von Stoffe.[158][159]
- Lithium -Aluminiumhydrid ist ein leistungsstarker Reduktionsmittel, der in verwendet wird organische Chemie.[160][161]
- Organoaluminien werden als verwendet Lewis -Säuren und Co-Katalysatoren.[162]
- Methylaluminoxan ist ein Co-Katalysator für Ziegler - Natta Olefin Polymerisation produzieren Vinylpolymere wie zum Beispiel Polyethen.[163]
- Wässrige Aluminiumionen (wie wässriges Aluminiumsulfat) werden zur Behandlung gegen Fischparasiten verwendet, die Gyrodactylus salaris.[164]
- In vielen Impfungen, bestimmte Aluminiumsalze dienen als Immun Adjuvant (Immunantwort -Booster), um das zuzulassen Protein im Impfstoff, um eine ausreichende Potenz als Immunstimulans zu erreichen.[165]
Biologie

Trotz seines weit verbreiteten Auftretens in der Erdkruste hat Aluminium keine bekannte Funktion in der Biologie.[37] Bei pH 6–9 (relevant für die meisten natürlichen Gewässer) fällt Aluminium als Hydroxid aus dem Wasser aus und ist daher nicht verfügbar. Die meisten Elemente, die sich auf diese Weise verhalten, spielen keine biologische Rolle oder sind giftig.[167] Aluminiumsulfat hat an Ld50 von 6207 mg/kg (oral, Maus), was 435 Gramm für eine Person von 70 kg (150 lb) entspricht.[37]
Toxizität
Aluminium wird durch die als Nichtkrarzinogen eingestuft Abteilung für Gesundheit und menschliche Dienste der Vereinigten Staaten.[168][n] In einer 1988 veröffentlichten Überprüfung heißt es, dass es kaum Hinweise darauf gab, dass die normale Exposition gegenüber Aluminium ein Risiko für gesunden Erwachsenen darstellt.[171] und eine 2014er-toxikologische Überprüfung von 2014 konnte keine schädlichen Auswirkungen des Aluminiums finden, das in Mengen von nicht mehr als 40 mg/Tag pro kg verbraucht wurde Körpermasse.[168] Die meisten konsumierten Aluminiums lassen den Körper im Kot; Der größte Teil des kleinen Teils, der in den Blutkreislauf eintritt, wird über den Urin ausgeschieden.[172] Trotzdem passieren ein Aluminium die Blut-Hirn-Schranke und befindet sich bevorzugt in den Gehirnen der Alzheimer-Patienten.[173][174] Die 1989 veröffentlichten Beweise zeigen, dass Aluminium für Alzheimer -Patienten von handeln kann elektrostatisch Vernetzung Proteine, die damit die Gene in der herabregulieren Überlegener temporaler Gyrus.[175]
Auswirkungen
Aluminium kann, wenn auch selten, Vitamin-D-resistent verursachen Osteomalazie, Erythropoietin-beständig Mikrozytäre Anämieund Änderungen des Zentralnervensystems. Menschen mit Niereninsuffizienz sind besonders einem Risiko ausgesetzt.[168] Die chronische Einnahme von hydratisierten Aluminiumsiikaten (für überschüssige Magensäurekontrolle) kann zu einer Aluminiumbindung an den Darminhalt und zu einer erhöhten Eliminierung anderer Metalle führen, wie z. Eisen oder Zink; Ausreichend hohe Dosen (> 50 g/Tag) können Anämie verursachen.[168]

Während der 1988 Camelford Wasserverschmutzung Vorfall Leute in Camelford hatte ihr Trinkwasser kontaminiert mit Aluminiumsulfat Für mehrere Wochen. Ein Abschlussbericht über den Vorfall im Jahr 2013 kam zu dem Schluss, dass es unwahrscheinlich war, dass dies langfristige Gesundheitsprobleme verursacht hatte.[176]
Aluminium wurde verdächtigt, eine mögliche Ursache für zu sein Alzheimer-Krankheit,[177] Seit über 40 Jahren wurde jedoch ab 2018 festgestellt[aktualisieren], keine guten Beweise für kausale Effekte.[178][179]
Aluminium nimmt zu Östrogen-verbunden Genexpression im Menschen Brustkrebs Zellen im Labor kultiviert.[180] In sehr hohen Dosen ist Aluminium mit einer veränderten Funktion der Blut -Hirn -Schranke verbunden.[181] Ein kleiner Prozentsatz der Menschen[182] Kontakt haben Allergien Aluminium und erleben Sie juckende rote Hautausschläge, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen, Gelenkschmerzen, schlechtes Gedächtnis, Schlaflosigkeit, Depression, Asthma, Reizdarmsyndrom oder andere Symptome bei Kontakt mit Aluminium.[183]
Exposition gegenüber Aluminiumpulver- oder Aluminiumschweißdämpfen kann verursachen Lungenfibrose.[184] Feines Aluminiumpulver kann sich entzünden oder explodieren und eine weitere Gefahr am Arbeitsplatz darstellen.[185][186]
Expositionswege
Essen ist die Hauptquelle für Aluminium. Trinkwasser enthält mehr Aluminium als feste Nahrung;[168] Aluminium in Lebensmitteln kann jedoch mehr als Aluminium aus Wasser absorbiert werden.[187] Hauptquellen für die mündliche Exposition gegenüber Aluminium sind Lebensmittel (aufgrund ihrer Verwendung in Lebensmittelzusatzstoffen, Lebensmittel- und Getränkeverpackungen und Kochutensilien), Trinkwasser (aufgrund der Verwendung in der kommunalen Wasseraufbereitung) und Aluminium-haltige Medikamente (insbesondere antazid /Antiulcer und gepufferte Aspirinformulierungen).[188] Die diätetische Exposition bei Europäern hat durchschnittlich 0,2–1,5 mg/kg/Woche, kann jedoch bis zu 2,3 mg/kg/Woche betragen.[168] Höhere Expositionsniveaus von Aluminium beschränken sich hauptsächlich auf Bergleute, Aluminiumproduktionsarbeiter und Dialyse Patienten.[189]
Verbrauch von Antazida, Antitriergüter, Impfungenund Kosmetika bieten mögliche Belichtungswege.[190] Der Verbrauch saurer Lebensmittel oder Flüssigkeiten mit Aluminium verstärkt die Aluminiumabsorption,[191] und Maltol Es wurde gezeigt, dass es die Akkumulation von Aluminium im Nerv- und Knochengewebe erhöht.[192]
Behandlung
Bei vermuteten plötzlichen Aufnahme einer großen Menge Aluminium ist die einzige Behandlung Deferoxamin -Mesylat Dies kann gegeben werden, um Aluminium aus dem Körper zu beseitigen Chelation.[193][194] Dies sollte jedoch mit Vorsicht angewendet werden, da dies nicht nur den Aluminiumkörperspiegel, sondern auch diejenigen anderer Metalle wie Kupfer oder Eisen verringert.[193]
Auswirkungen auf die Umwelt

Hohe Aluminiumspiegel treten in der Nähe von Bergbaustellen auf; In den Kohlekraftwerken werden kleine Mengen Aluminium in die Umwelt freigesetzt oder Verbrennungsanlagen.[195] Aluminium in der Luft wird vom Regen ausgewaschen oder setzt sich normalerweise nieder, aber kleine Aluminiumpartikel bleiben lange in der Luft.[195]
Saur Niederschlag ist der Hauptfaktor für die Mobilisierung von Aluminium aus natürlichen Quellen[168] und der Hauptgrund für die Umweltauswirkungen von Aluminium;[196] Der Hauptfaktor für das Vorhandensein von Aluminium in Salz und Süßwasser sind jedoch die industriellen Prozesse, die auch Aluminium in Luft freisetzen.[168]
In Wasser fungiert Aluminium als Toxi -Agent auf Kieme-Plemdungstiere wie z. Fische Wenn das Wasser saur ist, in dem Aluminium auf Kiemen ausfallen kann,[197] das verursacht einen Verlust von Plasma- und Hämolymphe Ionen führen zu Osmoregulatorisch Versagen.[196] Organische Komplexe von Aluminium können leicht absorbiert und den Stoffwechsel bei Säugetieren und Vögeln beeinträchtigen, obwohl dies in der Praxis selten auftritt.[196]
Aluminium gehört zu den Faktoren, die das Pflanzenwachstum auf sauren Böden verringern. Obwohl es im Allgemeinen harmlos für das Pflanzenwachstum in pH-neutralen Böden ist, ist die Konzentration von toxischem Al in säurigen Böden3+ Kationen Erhöht und stört das Wurzelwachstum und die Wurzelfunktion.[198][199][200][201] Weizen hat aufgetreten eine Toleranz gegenüber Aluminium, Freisetzung organische Verbindungen das binden an schädliches Aluminium Kationen. Sorghum Es wird angenommen, dass es den gleichen Toleranzmechanismus hat.[202]
Die Aluminiumproduktion besitzt bei jedem Schritt des Produktionsprozesses ihre eigenen Herausforderungen für die Umwelt. Die größte Herausforderung ist die Treibhausgasemissionen.[189] Diese Gase resultieren aus dem elektrischen Verbrauch der Schmelz und der Nebenprodukte der Verarbeitung. Das wirksamste dieser Gase sind Perfluorkohlenwasserstoffe aus dem Schmelzprozess.[189] Veröffentlicht Schwefeldioxid ist einer der primären Vorläufer von saurer Regen.[189]
Ein spanischer wissenschaftlicher Bericht aus dem Jahr 2001 behauptete, der Pilz Geotrichum candidum verbraucht das Aluminium in CDs.[203][204] Andere Berichte beziehen sich alle auf diesen Bericht und es gibt keine unterstützende Originalforschung. Besser dokumentiert, das Bakterium Pseudomonas aeruginosa und der Pilz Cladosporium ressinae werden üblicherweise in Brennstofftanks mit Flugzeugen festgestellt, die verwendet werden Kerosin-basierte Kraftstoffe (nicht Avgas) und Laborkulturen können Aluminium beeinträchtigen.[205] Diese Lebensformen greifen jedoch das Aluminium nicht direkt an oder konsumieren sie nicht. Vielmehr wird das Metall durch Mikrobenabfallprodukte korrodiert.[206]
Siehe auch
Anmerkungen
- ^ Davys 1812 geschriebener Gebrauch des Wortes Aluminium wurde durch die Verwendung der Autoren durch die Verwendung der Autoren von vorgegangen Aluminium. Davy wird jedoch oft als die Person erwähnt, die das Element nannte; Er war der erste, der einen Namen für Aluminium einbrachte: Er benutzte Alumium im Jahr 1808. Andere Autoren akzeptierten diesen Namen nicht und wählen Aluminium stattdessen. Sehen unter für mehr Details.
- ^ Keine Elemente mit ungeraden Atomzahlen haben mehr als zwei stabile Isotope; Gleichnummerierte Elemente haben mehrere stabile Isotope, wobei Zinn (Element 50) die höchste Anzahl stabiler Isotope aller Elemente, zehn, aufweist. Die einzige Ausnahme ist Beryllium Das ist gerade zahlreich, hat aber nur ein stabiles Isotop.[5] Sehen Sogar und seltsame Atomkerne für mehr Details.
- ^ Die meisten anderen Metalle haben größere Standard -Atomgewichte: Zum Beispiel beträgt der von Eisen 55,8; Kupfer 63,5; Führung 207.2.[7] das hat Konsequenzen für die Eigenschaften des Elements (siehe unter)
- ^ Die beiden Seiten der Aluminiumfolie unterscheiden sich in ihrem Glanz: Einer ist glänzend und der andere ist langweilig. Der Unterschied ist auf die geringen mechanischen Schäden auf der Oberfläche der stumpfen Seite zurückzuführen, die sich aus dem technologischen Prozess der Aluminiumfolienherstellung ergibt.[17] Beide Seiten reflektieren ähnliche Mengen an sichtbarem Licht, aber die glänzende Seite spiegelt einen weitaus größeren Anteil an sichtbarem Licht wider spiegelend während die stumpfe Seite fast ausschließlich ausschließlich diffundiert hell. Beide Seiten der Aluminiumfolie dienen als gut Reflektoren (ca. 86%) von sichtbares Licht und ein ausgezeichneter Reflektor (bis zu 97%) von Medium und weit Infrarot Strahlung.[18]
- ^ Tatsächlich, Aluminiums elektropositives Verhalten, hohe Affinität zu Sauerstoff und sehr negativ Standard -Elektrodenpotential sind alle besser mit denen von überein Skandium, Yttrium, Lanthan, und Aktinium, die wie Aluminium drei Valenzelektronen außerhalb eines edlen Gaskerns haben; Diese Serie zeigt kontinuierliche Trends, während die von Gruppe 13 durch die erste hinzugefügte D-Subshell in Gallium und die resultierenden D-Block-Kontraktion und der erste fügte F-Subshell in Thallium und die resultierenden hinzu Lanthanidkontraktion.[30]
- ^ Diese sollten nicht als [ALF angesehen werden6]3– Komplexe Anionen wie die Al -F -Bindungen unterscheiden sich in den anderen M -F -Bindungen nicht signifikant signifikant.[40]
- ^ Solche Unterschiede in der Koordination zwischen den Fluoriden und schwereren Halogeniden sind nicht ungewöhnlich und treten in SN aufIv und BiIII, zum Beispiel; Es treten noch größere Unterschiede auf CO2 und Siio2.[40]
- ^ Häufigkeiten in der Quelle sind eher in Bezug auf Silizium als in der Notation pro Partikelsnotation aufgeführt. Die Summe aller Elemente pro 106 Teile von Silizium sind 2,6682×1010 Teile; Aluminium umfasst 8.410×104 Teile.
- ^ Vergleichen Sie die jährlichen Aluminiumstatistik[93] und Kupfer[94] Produktion von USGS.
- ^ Die Schreibweise Alumine kommt aus Franzosen, während die Schreibweise Aluminiumoxid kommt aus lateinisch.[108]
- ^ Davy entdeckte mehrere andere Elemente, darunter diejenigen, die er genannt hat Natrium und Kaliumnach den englischen Worten Sprudel und Pottasche. Berzelius bezeichnete sie als auf sie zu Natrium und Kalium. Berzelius 'Vorschlag wurde 1814 erweitert[115] mit seinem vorgeschlagenen System von einem oder zwei Buchstaben Chemische Symbole, die bis heute verwendet werden; Natrium und Kalium haben die Symbole N / A und Knach ihren lateinischen Namen.
- ^ Einige europäische Sprachen wie Spanisch oder ItalienischVerwenden Sie ein anderes Suffix als Latein -Äh/-ium einen Namen eines Metalls zu bilden, einige wie Polieren oder Tschechisch, haben eine andere Basis für den Namen des Elements und einige, wie Russisch oder griechischVerwenden Sie die nicht Lateinisches Skript insgesamt.
- ^ Zum Beispiel siehe die Ausgabe von November und Dezember 2013 von Chemie International: In einer Tabelle von (einigen) Elementen ist das Element als "Aluminium (Aluminium)" aufgeführt.[127]
- ^ Während Aluminium an sich nicht krebserregend ist, ist die Söderberg -Aluminiumproduktion, wie es von der festgestellt wird Internationale Agentur für Krebsforschung,[169] Wahrscheinlich aufgrund der Exposition gegenüber polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen.[170]
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Weitere Lektüre
- Mimi -Sheller, Aluminium -Traum: Die Herstellung der leichten Moderne. Cambridge, Mass.: Massachusetts Institute of Technology Press, 2014.
Externe Links
- Aluminium bei Die periodische Tabelle der Videos (Universität Nottingham)
- Portal für giftige Substanzen - Aluminium - von dem Agentur für giftige Substanzen und Krankheitsregister, US -Gesundheitsministerium und menschliche Dienste
- CDC - NIOSH -Taschenführer für chemische Gefahren - Aluminium
- Weltproduktion von primärem Aluminium nach Land
- Preisgeschichte von Aluminium nach Angaben des IWF
- Geschichte des Aluminiums - von der Website des International Aluminium Institute
- Emedizin - Aluminium
- Der Kurzfilm Aluminium ist für kostenlosen Download im verfügbaren verfügbar Internetarchiv.