Тема 2.5.Алюминий. Соединения алюминия

Содержание учебного материала: Алюминий. Характеристика алюминия, исходя из его положения в периодической системе, с точки зрения теории строения атома, степени окисления, распространение в природе, получение, свойства. Соединения алюминия. Амфотерный характер оксида алюминия и гидроксида алюминия.Оксиды элементов (III). Их сравнительная устойчивость. Оксид алюминия. Химические свойства. Принципы получения. Возможность перевода в растворимые соединения. Оксид таллия (I).Гидроксиды элементов (III). Гидроксид алюминия. Состав и осо-бенности строения. Кислотно-основные свойства в ряду гидроксидов алюминия–таллия. Отношение к кислотам и щелочам. Гидроксид тал-лия (I).Соли. Соли алюминия. Кристаллогидраты. Комплексные соединения. Двойные соли. Сравнительная характеристика солей элементов (III). Гидролиз. Особенности строения алюминатов.

Основные понятия: химический элемент, атом, химическая связь, электроотрицательность, валентность,степень окисления, основные типы реакций в неорганической химии;

Основные законы химии: Периодический закон Д.И. Менделеева.

Основные теории химии: Теории строения атома, химической связи, строения неорганических соединений

Методические рекомендации: При изучении темы обратить внимание на строение электронных уровней алюминия. Выяснить особенности химических, физических свойств соединений алюминия.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Общая характеристика элементов III группы главной подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева

В главную подгруппу III группы входят элементы бор B, алюминий Al, галлий Ga, индий In, таллий Tl.

Бор относится к неметаллам, алюминий, галлий и индий – металлы, которые образуют оксиды и гидроксиды как основного, так и кислотного характера (амфотерные свойства).

На внешнем электронном слое атомы этих элементов содержат три электрона. Строение внешнего электронного слоя …. ns ² np ¹, относятся к р – элементам.

Все элементы подгруппы проявляют высшую степень окисления +3.

В реакциях атомы этих элементов являются восстановителями, за исключением неметалла бора, который может быть и окислителем.

Сверху вниз по подгруппе:

‒ радиусы увеличиваются,

‒ энергия ионизации уменьшается,

‒ металлические свойства усиливаются,

‒ неметаллические ослабевают,

‒ способность отдавать электроны увеличивается (восстановительная способность усиливается),

‒ основные свойства оксидов и гидроксидов усиливаются, а кислотные ослабевают.

Температура кипения закономерно уменьшается от B к Tl. Температура плавления незакономерно из-за особенностей строения кристаллической решетки.

Бор по своим свойствам наиболее схож с элементом IV-A группы кремнием («диагональное сходство»).

Бор – кристаллическое вещество, черного цвета, тугоплавкое при t = 2300 С.

Наиболее распространены две модификации бора: аморфный и кристаллический. Аморфная модификация наиболее реакционноспособна.

Непосредственно активно бор реагирует только со фтором, однако при нагревании протекает взаимодействие с кислородом, азотом, углеродом.

По содержанию в земной коре Алюминий занимает первое место среди металлов и третье среди всех элементов, после кислорода и кремния.

Металлические свойства его выражены сильнее, чем у бора. Химические связи алюминия с другими металлами в основном ковалентного характера.

Соединения алюминия носят амфотерный характер.

Бор. Химические свойства

Бор по своим свойствам наиболее схож с элементом IV-A группы кремнием («диагональное сходство»).

Бор – кристаллическое вещество, черного цвета, тугоплавкое при t = 2300 С.

B + 2F₂→ BF₄

4B + 3O₂ 2B₂O₃

2B + N₂ 2BN

4B + 3C B₄C₃

Бор реагирует с горячими концентрированными кислотами H₂SО₄и HNO₃

B + H₂SO₄ _конц _. → H₃BO₃ + SO₂↑ + H₂O

B + HNO₃ _конц. → H ₃ BO ₃ + NO ₂ ↑ + H ₂ O

Со щелочами реагирует только в присутствии сильных окислителей:

B + NaOH + H ₂ O ₂ → NaBO ₂ + H ₂ O

Алюминий и его соединения

По содержанию в земной коре занимает первое место среди металлов и третье среди всех элементов, после кислорода и кремния.