Élément chimique · fiche de référence

13Al

Aluminium

L’aluminium est l’élément 13 (Al), situé en période 3, groupe 13 et dans le bloc p. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Ne] 3s2 3p1.

Numéro atomique13

Poids atomique standard26,9815384(3)

Groupe13

Période3

Blocp

Configuration électronique[Ne] 3s2 3p1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les éléments du groupe 13 possèdent trois électrons de valence dans les sous-couches s et p externes. L’équilibre entre liaisons covalentes et états d’oxydation positifs évolue en descendant dans le groupe, à mesure que la taille atomique et le caractère métallique augmentent.

Pour l’aluminium, la comparaison avec les éléments situés juste au-dessus et au-dessous est donc plus informative qu’une description uniforme du groupe 13.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

La chimie du groupe 13 comprend oxydes, halogénures et composés covalents ou ioniques dans des états d’oxydation positifs. Les membres légers présentent davantage de caractère covalent, tandis que les éléments lourds deviennent plus métalliques.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 2,7 g/cm³. Le point de fusion est 933,5 K (660,3 °C). Le point d’ébullition est 2 743 K (2 470 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

L’aluminium est abondant dans la croûte terrestre mais se trouve presque toujours combiné dans des minerais, notamment la bauxite. Léger, résistant à la corrosion et facilement recyclable, il est très utilisé dans les transports, le bâtiment, les emballages et les conducteurs électriques.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

emballages

L’aluminium est présent dans des matériaux d’emballage pour leur faible masse, leur aptitude au formage, leur effet barrière ou leur résistance à la corrosion.

aéronautique et spatial

L’aluminium est utilisé lorsque faible masse, résistance, tenue à la chaleur ou propriétés électroniques et optiques spécialisées sont recherchées.

lignes électriques

L’aluminium est utilisé dans les conducteurs et réseaux électriques pour son compromis entre conductivité, masse et propriétés mécaniques.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

L’aluminium est en période 3 et dans le groupe 13. Dans le voisinage affiché, le silicium est immédiatement à sa droite sur la même période ; le bore est au-dessus et le gallium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal post-transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 3

Masse volumique2,7 g/cm³

Point de fusion933,5 K (660,3 °C)

Point d’ébullition2 743 K (2 470 °C)

Électronégativité de Pauling1,61

Première énergie d’ionisation577,5 kJ/mol

Affinité électronique41,76 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

L’identification de l’élément s’est construite avec l’analyse des minéraux, les méthodes de séparation chimique puis le développement de la théorie atomique. Aujourd’hui, le numéro atomique fournit l’identification fondamentale de l’élément.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 26.9815384(3). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

L’aluminium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés à l’aluminium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. L’aluminium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.