عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
13Al

ألومنيوم

ألومنيوم عنصر كيميائي عدده الذري 13 ورمزه Al. يقع في الدورة 3، المجموعة 13 ضمن القطاع p. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Ne] 3s2 3p1.

العدد الذري13
الكتلة الذرية القياسية26.9815384(3)
المجموعة13
الدورة3
القطاعp
التوزيع الإلكتروني[Ne] 3s2 3p1
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يؤثر امتلاء تحت المستوى p مباشرة في كيمياء ألومنيوم. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.

التوزيع الإلكتروني لـألومنيوم هو [Ne] 3s2 3p1. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـألومنيوم الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 2.7 g/cm³. نقطة الانصهار هي 933.5 K (660.3 °C). نقطة الغليان هي 2 743 K (2 470 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد ألومنيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر ألومنيوم في تطبيقات مرتبطة بـالتغليف، الطيران والفضاء وخطوط نقل الكهرباء. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

التغليف

يُستخدم ألومنيوم في مواد التغليف بسبب خفة الكتلة أو خواص الحاجز أو مقاومة التآكل أو سهولة التشكيل.

الطيران والفضاء

يُستخدم ألومنيوم في تطبيقات الطيران والفضاء عندما تكون خفة الكتلة والقوة ومقاومة الحرارة أو خواص إلكترونية وبصرية متخصصة مهمة.

خطوط نقل الكهرباء

يُستخدم ألومنيوم في الموصلات الكهربائية وأنظمة الطاقة بفضل مزيج الموصلية والكتلة والخواص الميكانيكية.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع ألومنيوم في الدورة 3 والمجموعة 13. العناصر المجاورة المعروضة هي: بورون؛ كربون؛ سيليكون؛ زنك؛ غاليوم؛ جرمانيوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز بعد انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 3
الكثافة2.7 g/cm³
نقطة الانصهار933.5 K (660.3 °C)
نقطة الغليان2 743 K (2 470 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.61
طاقة التأين الأولى577.5 kJ/mol
الألفة الإلكترونية41.76 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يعكس تاريخ ألومنيوم تطور الكيمياء من التعرف إلى المواد إلى تحديد العنصر وعدده الذري. وكثيراً ما وقع الاكتشاف والتنقية وفهم البنية الذرية في أزمنة مختلفة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـألومنيوم هي 26.9815384(3). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـألومنيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر ألومنيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.