一種化學元素,化學符號Al,原子序數13,原子量26.981539,屬週期系ⅢA族。

  發現 1825年丹麥H.C.奧斯特用無水三氯化鋁與鉀汞齊作用,並蒸掉汞後得到金屬鋁。1854年H.S.C.德維爾用金屬鈉還原氯化鈉和氯化鋁的熔鹽,制得金屬鋁,並在1855年的巴黎博覽會上展示。1886年C.M.霍爾和P.L.T.埃魯分別發明瞭電解氧化鋁和冰晶石的熔鹽制鋁法,使鋁的價格大降,成為可可供實用的金屬。

  存在 鋁在地殼中的含量為8%,僅次於氧和矽。它廣泛分佈於巖石。泥土和動、植物體內。巖石中的鋁主要以矽酸鋁形式存在。巖石風化時,矽酸鋁沉積為粘土礦或脫水成鋁土礦。剛玉是純的結晶氧化鋁,含鋁礦石還有明礬、冰晶石等。

  物理性質 鋁為銀白色的輕金屬;熔點660.37℃,沸點2467℃,相對密度2.702。鋁為面心立方結構。純鋁較軟,其強度依賴於它的純度。鋁具有良好的延展性。矽、銅、鐵、鋅、錫、鎂、錳等金屬易溶於熔融鋁中形成相應的合金;氫是能溶於鋁中的唯一氣體,其溶解度隨溫度升高而增大,但在金屬凝結時接近於零。鋁具有良好的導電性和導熱性。純鋁的電導率是退火銅的64%。溫度在50K以下時電阻率小於極純的銅和銀,在1.2K以下可變為超導體。

  化學性質 鋁的電子構型為(Ne)3s23p1,在化合物中通常表現為+3氧化態,在高溫時有+1氧化態。鋁是活潑金屬,常溫下,在幹燥空氣中鋁的表面立即形成厚度約為50埃的致密氧化膜,使鋁不會進一步氧化並能耐水的腐蝕,這層氧化膜可吸著染料而使鋁著色,還可在硼酸、磷酸中借陽極氧化而加厚,以提高其耐腐蝕性。但細粉狀的鋁與空氣混合則極易燃燒。鋁與氧化合時的生成熱很高;在高溫下能將許多金屬氧化物還原為相應的金屬。鋁還能與鹵素、硫、氮、磷和碳等作用。熔融的鋁能與水猛烈反應,生成氫氧化鋁和氫。

  鋁是兩性的,既易溶於強堿形成鋁酸鹽和氫:

2Al+2OH-+6H2O─→2Al(OH)4-+3H2

也能溶於稀酸,生成相應的鋁鹽和氫:

2Al+6H3O+─→2Al(H2O)扟+3H2

但鋁的純度越高,與酸的反應越慢,99.95%以上的純鋁隻溶於王水,在冷的濃硫酸和濃硝酸中鋁表面被鈍化。

  制法 現代電解鋁的方法是將氧化鋁溶解於冰晶石(作為電解質)中,以鋼制電解槽的石墨襯裡為陰極,石墨棒為陽極,在約1000℃進行電解,在陰極得到液態的金屬鋁,純度可達99.8%。

  應用 在建築業中,鋁及其合金可作門窗、板壁和房屋的簷槽;在運輸業中鋁合金可用以制造飛機的機身、起落架和其他內部構件(見彩圖)

用鋁合金作結構材料的飛機 及某些車船的車身、甲板艙、內部裝飾;發動機部件也常用鋁合金制造以減輕重量;在電氣工業中,鋁制電纜和導線已逐漸代替瞭銅;還可制鋁箔、鋁罐、炊具、餐具等。