Mg
Si
13Al26.982
Wikimedia Commons
Колись цей метал коштував дорожче за золото. Наполеон III подавав страви на алюмінієвому посуді лише найважливішим гостям. А сьогодні ми загортаємо в нього бутерброди. Це алюміній — метал, який за 150 років пройшов шлях від розкоші до повсякдення.
Алюміній — найпоширеніший метал у земній корі. Його тут 8,1% за масою. Він легкий, міцний і не іржавіє. Тому з нього будують літаки, роблять банки для напоїв і тягнуть електропроводи. А ще він переробляється на 100% — знову і знову, без втрати якості.
Алюміній видобувають із бокситової руди. Процес Холла-Еру (1886) зробив його дешевим і доступним. До того метал отримували крихітними порціями — тому й цінували на вагу золота. Сьогодні світ виробляє понад 65 мільйонів тонн алюмінію щороку.
Головна суперсила алюмінію — оксидна плівка. Вона товщиною лише 4 нанометри, але надійно захищає метал від корозії. Саме тому алюмінієві вікна, дахи й фасади служать десятиліттями без фарбування.
13
Атомний номер
26.982u
Атомна маса
[Ne] 3s2 3p1
e-конфігурація
1.61
Електронег.
алюмінійщо таке алюмінійвластивості алюмініюде використовується алюмінійалюміній елементалюмінієва фольга
Властивості
Фізичні властивості
933 K
660°C
Температура плавлення
2792 K
2519°C
Температура кипіння
2.70
g/cm³
Густина
1.61
Pauling
Електронегативність
Атомна структура
Група
13
Період
3
Блок
P
Електронна конфігурація
[Ne] 3s2 3p1
Модель Бора
K=2L=8M=3
Додаткові властивості
Структура
Кристалічна структура
гранецентрована кубічна (ГЦК)
Магнітне впорядкування
парамагнітний
Твердість (Моос)
2.75
Модуль об'ємної пружності
76GPa
Модуль зсуву
26GPa
Коефіцієнт Пуассона
0.35
Твердість Брінелля
245MPa
Твердість Віккерса
167MPa
Фізичні властивості
Теплопровідність
237W/(m·K)
Питомий опір
26.5nΩ·m
Швидкість звуку
5100m/s
Модуль Юнга
70GPa
Питома теплоємність
0.897J/(g·K)
Теплота плавлення
10.71kJ/mol
Теплота випаровування
284kJ/mol
Спорідненість до електрона
42.5kJ/mol
Молярний об'єм
10cm³/mol
Атомні властивості
Атомний радіус
143pm
Ковалентний радіус
121pm
Радіус Ван-дер-Ваальса
184pm
Перша енергія іонізації
577.5kJ/mol
Поширеність
Поширеність на Землі
8.1%
Поширеність у Всесвіті
0.005%
Поширеність в океані
0.000001%
У тілі людини
0.00009%
Загальні
Атомний номер13
Атомна маса26.9820u
Група13
Період3
БлокP
Стандартний станТверде тіло
Фізичні властивості
Густина2.7g/cm³
Температура плавлення933.47 K (660°C)
Температура кипіння2792.00 K (2519°C)
Швидкість звуку5100m/s
Модуль Юнга70GPa
Твердість (Моос)2.75
Молярний об'єм10cm³/mol
Модуль об'ємної пружності76GPa
Модуль зсуву26GPa
Коефіцієнт Пуассона0.35
Твердість Брінелля245MPa
Твердість Віккерса167MPa
Термічні властивості
Теплопровідність237W/(m·K)
Питома теплоємність0.897J/(g·K)
Теплота плавлення10.71kJ/mol
Теплота випаровування284kJ/mol
Атомні властивості
Електронна конфігурація[Ne] 3s2 3p1
Електронегативність1.61Pauling
Атомний радіус143pm
Ковалентний радіус121pm
Радіус Ван-дер-Ваальса184pm
Електромагнітні
Перша енергія іонізації577.5kJ/mol
Спорідненість до електрона42.5kJ/mol
Питомий опір26.5nΩ·m
Кристалічна структурагранецентрована кубічна (ГЦК)
Магнітне впорядкуванняпарамагнітний
Поширеність
Поширеність на Землі8.1%
Поширеність у Всесвіті0.005%
Поширеність в океані0.000001%
У тілі людини0.00009%
Цифри та порівняння
8,1%
земної кори
Найпоширеніший метал на Землі. Його більше, ніж заліза, міді та цинку разом
×3
легший за сталь
Щільність 2,7 г/см³ проти 7,87 у сталі. Тому з нього будують літаки
95%
економія енергії
Переробка алюмінію потребує лише 5% енергії порівняно з виробництвом нового
237 Вт
теплопровідність
Проводить тепло вчетверо краще за сталь. Ідеальний для радіаторів і посуду
Застосування
✈️
Авіація: корпуси літаків Boeing і Airbus на 75-80% складаються з алюмінієвих сплавів — бо вони легкі й міцні
🔬
Пакування: щороку у світі виробляють понад 300 мільярдів алюмінієвих банок для напоїв — і більшість можна переробити
🏗️
Будівництво: віконні рами, фасади хмарочосів, покрівля — алюміній не іржавіє та служить десятиліттями
🔬
Електротехніка: дроти ліній електропередач роблять із алюмінію — він легший за мідь і вдвічі дешевший
🚗
Транспорт: кузови Tesla, Audi та Land Rover із алюмінію зменшують вагу авто й витрату палива
🚀
Космос: паливні баки ракет SpaceX Falcon 9 виготовлені з алюмініє-літієвого сплаву
📱
Електроніка: корпуси MacBook, iPhone та Samsung Galaxy — анодований алюміній для міцності й естетики
💡
Харчова промисловість: алюмінієва фольга зберігає їжу свіжою, не пропускаючи світло, вологу й запахи
Де знайти в побуті
Алюмінієва фольга
Тонкий лист алюмінію товщиною 0,01 мм. Зберігає їжу свіжою, не пропускає світло й запахи
Банка газованої води
Стандартна банка 0,33 л важить лише 15 грамів. Після переробки стане новою банкою за 60 днів
Смартфон
Корпуси iPhone, Samsung та інших зроблені з анодованого алюмінію — легкого, міцного й приємного на дотик
Велосипед
Алюмінієві рами — найпопулярніші у світі. Легкі, не іржавіють і коштують помірно
Дезодорант
Солі алюмінію (алюмінію хлоргідрат) — головний активний компонент більшості антиперспірантів
Безпека та попередження
Масивний алюміній безпечний — ви щодня тримаєте його в руках. Але дрібний алюмінієвий порошок вибухонебезпечний. Хмара пилу в повітрі може спалахнути від іскри. Термітна суміш (Al + Fe₂O₃) горить при 2500 °C — її неможливо загасити водою. Щодо здоров'я: ВООЗ встановила безпечну дозу алюмінію — 2 мг на кілограм ваги тіла на тиждень. Звичайний контакт із фольгою чи посудом не перевищує цю норму.
Небезпечно
Цікаві факти
У 1850-х алюміній коштував 1200 доларів за кілограм — дорожче за золото. Наполеон III тримав алюмінієвий посуд для почесних гостей, а решта їла із золотого.
Алюміній сам себе захищає. На повітрі він миттєво вкривається плівкою оксиду (Al₂O₃) товщиною 4 нм. Ця броня не пропускає корозію.
Переплавка старого алюмінію потребує лише 5% енергії порівняно з виробництвом нового. Одна переплавлена банка економить енергію на 3 години роботи телевізора.
Монумент Вашингтона (1884) увінчаний алюмінієвою пірамідкою вагою 2,8 кг. На той час це був найдорожчий метал у країні.
Алюміній утричі легший за сталь (2,7 проти 7,87 г/см³). Але сплав дюралюміній за міцністю не поступається їй. Тому з нього будують літаки.
Алюмінієва банка на звалищі розкладається 200-500 років. Але якщо її здати на переробку — нова банка з'явиться на полиці за 60 днів.