Chemisches Element · Referenzseite

13Al

Aluminium

Aluminium ist Element 13 (Al) in Periode 3, Gruppe 13 und im p-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [Ne] 3s2 3p1.

Ordnungszahl13

Standard-Atomgewicht26.9815384(3)

Gruppe13

Periode3

Blockp

Elektronenkonfiguration[Ne] 3s2 3p1

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Bei Aluminium spielt die d-Unterschale eine wichtige Rolle für die Chemie. Elektronen ähnlicher Energie können an Bindungen beteiligt sein; dadurch sind mehrere Oxidationsstufen und Koordinationsverbindungen möglich.

Die Konfiguration [Ne] 3s2 3p1 verändert sich bei der Ionenbildung. Damit können sich Farbe, Magnetismus, Bindungsverhalten und Reaktivität deutlich ändern.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Aluminium bildet Metalllegierungen sowie Verbindungen in mehreren Oxidationsstufen. Häufig sind Oxide, Halogenide, Sulfide und Koordinationskomplexe; welche Formen stabil sind, hängt stark von Reaktionsbedingungen und Liganden ab.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Aluminium bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 2.7 g/cm³; Schmelzpunkt: 933.5 K (660.3 °C); Siedepunkt: 2 743 K (2 470 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Aluminium vorkommt und wofür es verwendet wird

Aluminium kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Verpackungen, Luft- und Raumfahrt und Stromleitungen eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Verpackungen

Aluminium wird in Verpackungen oder Beschichtungen eingesetzt, wenn geringe Masse, Formbarkeit, Barrierewirkung oder Korrosionsbeständigkeit wichtig sind.

Luft- und Raumfahrt

Aluminium wird in Luft- und Raumfahrtwerkstoffen eingesetzt, wenn geringe Masse, hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit oder Korrosionsschutz wichtig sind.

Stromleitungen

Aluminium wird in Stromleitungen oder Leitermaterialien genutzt, wenn Leitfähigkeit, Masse und mechanische Festigkeit günstig kombiniert werden.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Aluminium steht in Periode 3, Gruppe 13 und im p-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Bor, Kohlenstoff; rechts davon Silicium, Zink. Solche Vergleiche zeigen, welche Eigenschaften sich innerhalb einer Periode oder Gruppe regelmäßig verändern und welche Besonderheiten das Element selbst besitzt.

Referenzdaten

Physikalische und atomare Eigenschaften

KlassifikationPost-Übergangsmetall

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 8 · 3

Dichte2.7 g/cm³

Schmelzpunkt933.5 K (660.3 °C)

Siedepunkt2 743 K (2 470 °C)

Pauling-Elektronegativität1.61

Erste Ionisierungsenergie577.5 kJ/mol

Elektronenaffinität41.76 kJ/mol

Die Werte beziehen sich, soweit anwendbar, auf das Element oder das neutrale Atom. Stoffdaten können von allotroper Form, Druck, Reinheit und Messbedingungen abhängen.

Geschichte

Entdeckung und Identifizierung

Die Geschichte von Aluminium umfasst die Beobachtung seiner Stoffe, die Identifizierung als eigenständiges Element und die spätere Einordnung nach Ordnungszahl. Diese Schritte lagen historisch nicht immer zeitlich zusammen.

Isotope und Atomgewicht

Wie die Isotopenzusammensetzung die Zahlen verändert

Das Standard-Atomgewicht beträgt 26.9815384(3). Es beschreibt die mittlere natürliche Isotopenzusammensetzung terrestrischen Materials und nicht die Masse eines einzelnen Atoms.

Isotope von Aluminium besitzen dieselbe Protonenzahl, unterscheiden sich aber in der Zahl der Neutronen. Dadurch ändern sich Atommasse und bei radioaktiven Isotopen auch Kernstabilität und Halbwertszeit.

Sicherheit

Umgang und Exposition

Die Gefährdung durch Aluminium hängt von chemischer Form, Dosis und Aufnahmeweg ab. Element, Ionen und Verbindungen können biologisch sehr unterschiedlich wirken; maßgeblich sind die Sicherheitsdaten der tatsächlich verwendeten Substanz.