Алюминий жіктелуі

Кіріспе

Алюминий III периодтың элементі, мұның алдында осы периодтың р-элементтері-Cl,S,P,Si таныстық, енді мұнан кейін S-элементтер Mg мен Na-ға көшеміз. Осы бағытта айтылған элементтердің валенттік электрондары кеміп, онымен қатар бос тұрған валенттік орбитальдар саны өсе береді. Осының салдарынан қос электронды байланыстың беріктігі әлсіреп,орнықпаған /локализацияланбаған/ электрондар арқылы туатын байланыстар өсіп, одан металдық байланыста тууға бейімділік күшейеді.
Міне, период ішімен р- элементтерден S элементтерге қарай жылжығанымызда валенттік электрондардың азаюынан, әуелі молекулалық кристалдық торы бар металл еместерден (Ar,Cl2,P4), атомдары тізбектелген (S∞) қабыршақты (Р2 ∞) каркас түзген (Si3∞), структуралы металл еместер арқылы, металл тәріздес кристалдық структураларға келеміз.
Осы структурасы өзгерген бағытта, химиялық байланыстың типі, оған тәуелді жай заттардың қасиеттері де өзгеріп отырғанын көрдік, соған тағы мысал Ar, Cl, S - диэлектрик, кремний - шала өткізгіш, ал Al, Mg, Na - металл ( өткізгіш).
Алюминий бор сияқты р- элемент, сыртқы валенттік электрондарының саны бірдей болғандықтан ұқсастығы да көп, алайда сырттан екінші қабат өзгеше, әсіресе алюминийде 3d орбитальдардың бар болуы, оның үстіне атомдардың қарамының әр түрлі болуы олардың қасиеттерінде айырмашылық тудырады.
Алюминий бор сияқты тотығып, оң үш валенттік көрсетеді, теріс валенттік білдіруі бордан да сирегірек.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Алюминий жіктелуі.

Алюминий.
Алюминий III периодтың элементі, мұның алдында осы периодтың р-элементтері-
Cl,S,P,Si таныстық, енді мұнан кейін S-элементтер Mg мен Na-ға көшеміз.
Осы бағытта айтылған элементтердің валенттік электрондары кеміп, онымен
қатар бос тұрған валенттік орбитальдар саны өсе береді. Осының салдарынан
қос электронды байланыстың беріктігі әлсіреп,орнықпаған
локализацияланбаған электрондар арқылы туатын байланыстар өсіп, одан
металдық байланыста тууға бейімділік күшейеді.
Міне, период ішімен р- элементтерден S элементтерге қарай жылжығанымызда
валенттік электрондардың азаюынан, әуелі молекулалық кристалдық торы бар
металл еместерден (Ar,Cl2,P4), атомдары тізбектелген (S∞) қабыршақты (Р2 ∞)
каркас түзген (Si3∞), структуралы металл еместер арқылы, металл тәріздес
кристалдық структураларға келеміз.
Осы структурасы өзгерген бағытта, химиялық байланыстың типі, оған тәуелді
жай заттардың қасиеттері де өзгеріп отырғанын көрдік, соған тағы мысал Ar,
Cl, S - диэлектрик, кремний - шала өткізгіш, ал Al, Mg, Na - металл (
өткізгіш).
Алюминий бор сияқты р- элемент, сыртқы валенттік электрондарының саны
бірдей болғандықтан ұқсастығы да көп, алайда сырттан екінші қабат өзгеше,
әсіресе алюминийде 3d орбитальдардың бар болуы, оның үстіне атомдардың
қарамының әр түрлі болуы олардың қасиеттерінде айырмашылық тудырады.
Алюминий бор сияқты тотығып, оң үш валенттік көрсетеді, теріс валенттік
білдіруі бордан да сирегірек.
Алюминий нағыз амфотерлі элемент. Алюминий қосылыстарының көпшілігінде sp3-
гибрид және sp3d2- гибридтану күйінде де жиі болады.
Алюминийдің бордан айырмашылығы, оның Al-O-Al тізбегі B-O-B сияқты су
әрекетінен үзіліп кетпейді, сондықтан алюминийдің оттекті қосылыстары
тұрақты, табиғатта да жиі кездеседі.
Жер қыртысында бар металдардың ең көбі алюминий. Бұл қосылыс түрінде
болады. Алюминий алуға жарайтын қосылыстар боксит Al2O3*xH2O, алунит
K2SO4*xAl2(SO4)3*yAl2O3*zH2O, нефелин 4Na2O*4Al2O3*9SiO2. Бұлардың ішінде
әзірше алюминий алу үшін көбірек қолданылып келе жатқаны боксит. Бокситке
бай жерлер Қазақстанда (Торғай алабында), Орал тауында, Башқұрстанда бар,
сонымен қатар Хибинда апатитпен аралас нефелин бар, Сибирьде де алюминий
кендері көп.
Алюминий кендері жер қыртысын түзуші атпа жыныстармен де, шөгінді
жыныстармен де байланысты.
Атпа жыныстар гранит-далалық шпат, слюда және кварц. Далалық шпат пен слюда
алюмосиликат
XЭ2О3* ySiO2*zH2O (Э= Al, Cr, Fe ) деп аталады.
Бұл алюмосиликаттар күйреп каолин түзеді, мысалы:
K2O*Al2O3*6SiO2+CO2+2H2O=K2CO3+Al2O 3*2SiO2*2H2O+4SiO2
Каолин күллі саздардың негізі, мұнда алюминий мен кремний ажыраспайқалады.
Алюмосиликаттар күйрегенде көбінесе, ақтық продукт осы каолин болады.
Кей жағдайда алюмосиликаттардың күйреуі одан да әрі жүріп алюминий
кремнийден ажырасып, әр қайсысы жеке гидраттар түзіп, сол гидраттар қоспасы
түрінде болады; сонда алюминий Al2O3*xH2O боксит түріне айналады. Атпа
жыныстардың күйіреуінен осылайша келіп шөгінді жыныс - боксит түзіледі.
Алюминий алу.

Бокситтың формуласын алюминий тотығы түрінде жазғанмен, ол оның ішіндегі
негізгісі ғана, алюминий тотығынан басқа онда SiO2 (2-20%) және Fe2O3
болады.
Алюминий алудағы технологияның бас міндеті осы қоспалардан арылу. Бокситтан
алюминий алудың екі сатысы бар.
1. Бокситтан глинозем (Al2O3) алу, ішінде SiO2-02%, Fe2O3-0,04%-тен артық
болмау керек.
2. Глиноземнен алюминий алу.
Бірінші сатыны өткізу үшін Байер ұсынған сілтілік әдісті қолданады. Ол
үшін бокситты ұсатып, автоклавқа салып, NaOH я Na2CO3 ерітіндісімен
шаймалайды. Сонда:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
реакцияның нәтижесінен алюминий алюминат түрінде ерітіндіге көшіп, SiO2
мен Fe2O3 тұнбада қалады.
Реакцияның шарттары: NaOH-300 гл; t 20º, қысымы 12 атм, уақыты - 3-
3,5сағат.
Енді алюминат ерітіндісін су араластырып сұйылтса, ол гидролизденеді:
NaAlO2+2H2O↔NaOH+↓Al(OH)3
Кристалданған Al(OH)3 сүзіп алып, айналмалы пеште 1200º-та суынан айырады:
2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
Қалған NaOH қайтадан процеске қосылады.
Бокситтан глинозем алудың электротермиялық әдісі де бар, оны Кузнецов-
Жуковский ұсынған.
Боксит пен ізбес тасты араластырып доғалы электр пеште 2000º-та балқытады,
соның нәтижесінде SiO2 және Fe2O3
тотықсызданып ферросилиций құймасы түзіледі, ал Al2O3 пен CaO шлак
Ca(AlO2) түзеді. Шлакты NaOH я Na2CO3 ерітіндісімен шаймалайды.
Ca(Al2)2+2NaOH=↓Ca (OH)2+2NaAlO2
NaAlO2 ерітіндісін сілтілік әдістегідей глиноземға айналдырады.
Алюминий өндірісінің екінші сатысы глиноземнен алюминий алу. Оны электр
пештерінде өткізеді. Темір жәшіктің іші табақ-табақ графитпен қапталады,
осы графит әрі катод қызметін атқарады; анод та көмір я графиттан жасалады.
Электролит ретінде криолит алынады, 950 градуста криолитта глинозем жақсы
ериді, электролиз сол температурада жүргізіледі. Алюминий катодта, оттек
анодта бөлініп шығады. Бұл процестің ғылымыи негізін өркендетуде
П.П.Федотьев үлкен еңбек сіңірді.
Ашудастың латынша аты алюмин , оны өте ерте уақытта-ақ алып,бояу
жұмысында басытқы есебінде қолданған. Ашудастың негіздік бөлімі глиноземді
1754 жылы ғана жеке шығарып алған Лавуазье глиноземді зерттей келе, бұл
оттекті өте мықтап ұстайтын металдың тотығы болар деп шүбәланған, бірақ
ондағы оттегін бөліп ала алмаған. Дэви де электролиздеп көрген, ештеңе
өндіре алмаған.
1827 жылы Велер хлорлы алюминийді металл түріндегі калиймен әрекеттеп
алюминийді бөлек шығарып алған.

Алюминий қасиеттері және қолданылуы:

Алюминий күмістей ақ жұмсақ металл. Созылғыш, жайылғыш қасиеттері алтыннан
ғана төменірек. Электр өткізгіштігі мыстан төменірек,бірақ мыс және
алюминийден жасаған электр өткізгіш сымдарды, көлденеңін емес, салмағын
салыстырса, алюминий жеңіл, сондықтан ол электропровод жасауда мыстың
орнына жұмсалады. Алюминий өте жеңіл, айталық темірден үш есе жеңіл,
сондықтан транспорт құралдарын жасауға таптырмайтын металл.
Алюминий өте жұмсақ болғандықтан оның түрлі құймалары қолданылады.
Алюминийдің дуралюмин , магналий , силумин құймалары бар.

Алюминийдің қосылыстары:
Қалыпты жағдайда полимерлі заттар,сондықтан барлығы қатты заттар.
Алюминий тотығының 9 модификациясы бар тұрақтысы α- Al2O3 мен γ-Al2O3(куб
торлы).Алюминий тотығы Al2O3 оны глинозем деп те атайды; жаратылыста корунд
деп аталатын минерал түрінде кездеседі. Корундтың қаттылығы 9, қайрақтас
ретінде қолданылады. Корундқа басқа заттар араласса, мысалы хром араласса,
қызыл түсті болады, оны рубин дейді, темір мен титан ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.