铝的物理化学性质

2017-06-06

铝。银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。接下来小编为你整理了铝的物理化学性质,一起来看看吧。

铝的物理性质

基本物性

铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝[4] ,相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点660℃。沸点2327℃。以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。Al 在(室温)25℃的热膨胀系数0.0000236mm/℃ 或23.6ppm*k-1。

同位素

铝有24种同位素,其中只有一种是稳定的。同位素列表如下:

符号

质子

中子

质量

半衰期

自旋

相对丰度

19Al

13

6

19.0(218)#

<(35) ns #

20Al

13

7

(20.0194)#

<3(5) ns #

21Al

13

8

21.02804(32)#

<35 ns

1/2+#

22Al

13

9

22.01952(10)#

59(3) ms

(3)+

23Al

13

10

23.007267(20)

470(30) ms

5/2+#

24Al

13

11

23.9999389(30)

2.053(4) s

4+

25Al

13

12

24.9904281(5)

7.183(12) s

5/2+

26Al

13

13

25.98689169(6)

7.17(24)E+5 a

5+

27Al

13

14

26.98153863(12)

稳定

5/2+

1.0000

28Al

13

15

27.98191031(14)

2.2414(12) min

3+

29Al

13

16

28.9804450(13)

6.56(6) min

5/2+

30Al

13

17

29.982960(15)

3.60(6) s

3+

31Al

13

18

30.983947(22)

644(25) ms

(3/2,5/2)+

32Al

13

19

31.98812(9)

31.7(8) ms

1+

33Al

13

20

32.99084(8)

41.7(2) ms

(5/2+)#

34Al

13

21

33.99685(12)

56.3(5) ms

4-#

35Al

13

22

34.99986(19)

38.6(4) ms

5/2+#

36Al

13

23

36.00621(23)

90(40) ms

37Al

13

24

37.01068(36)

10.7(13) ms

38Al

13

25

38.01723(78)

7.6(6) ms

39Al

13

26

39.02297(158)

7.6(16) ms

3/2+#

40Al

13

27

40.03145(75)#

10# ms [>260 ns]

41Al

13

28

41.03833(86)#

2# ms [>260 ns]

3/2+#

42Al

13

29

42.04689(97)#

1# ms

备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。

铝的化学性质

铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)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相应的金属;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。

与酸反应

2Al +6HCl ==== 2AlCl₃+ 3H₂↑

2Al + 3H₂SO₄(稀)==== Al₂(SO₄)₃+ 3H₂↑

Al + 6HNO₃(浓)==Δ==Al(NO₃)₃+ 3NO₂↑+ 3H₂O

Al + 4HNO₃(稀)==== Al(NO₃)₃+ NO↑+ 2H₂O

8Al + 30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+ 3N₂O↑+ 15H₂O

8Al + 30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+ 3NH₄NO₃+ 9H₂O

6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑

与碱反应

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

与非金属反应

4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃)

2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃)

2Al+3S====Al₂S₃ (加热)

铝热反应

2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应)

8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe

与水反应

2Al+6H₂O(沸水)==Δ==2Al(OH)₃+3H₂↑

铝和水的反应是 2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂↑,反应实质:水是极弱的电解质,但在水中能电离出氢离子和氢氧根离子与铝反应,生成Al(OH)₃和H₂。反应条件可加热也可以在常温下进行,在常温下起现象很难观察。根据铝的还原性可推断铝可以与水反应,但实验发现,铝与沸水几乎没有反应现象,不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应,但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。

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