Lý thuyết Nhôm và hợp chất của nhôm

A. NHÔM

I. VÍ TRÍ VÀ CẤU TẠO

- Al: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

^=> Số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

- Trong hợp chất, Al có số OXH bền là +3

- Nhôm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Nhôm là kim loại nhẹ, màu trắng bạc.

- Nhôm rất dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tác dụng với phi kim

- Với oxi: Ở t^o thường tạo lớp màng oxit bảo vệ. Nếu đốt bột nhôm thì sẽ phản ứng mạnh.

4Al  +  3O₂   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  2Al₂O₃

- Với phi kim khác:

        + Với Cl₂, Br₂ phản ứng ngay ở t^o thường tạo thành AlCl₃, AlBr₃ phản ứng bốc cháy.

Ví dụ:

        + Khi đun nóng, phản ứng được với I₂, S. Khi đun nóng mạnh, phản ứng được với N₂, C.

2. Tác dụng với axit

- Al + dung dịch axit (HCl, H₂SO₄) → muối + H₂

2Al   +  6H⁺      →     2Al³⁺     +    3H₂­

- Al + dung dịch axit (có tính OXH mạnh) → muối + sản phẩm khử + H2O

4Al  +  4HNO₃ loãng  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  Al(NO₃)₃  +  NO  + 2H₂O

2Al  +  6H₂SO₄ đặc  \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  Al₂(SO₄)₃  +  3SO₂  +   6H₂O

- Al không tác dụng với H₂SO₄, HNO₃ đặc nguội.

3. Tác dụng với oxit kim loại

Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại như Fe₂O₃, Cr₂O₃,... thành kim loại tự do.

            2Al   +   Fe₂O₃    \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)    Al₂O₃   +  2Fe

4. Tác dụng với dung dịch kiềm      

2Al  +  2NaOH  +  6H₂O  →  2Na\(\left[ Al{{(OH)}_{4}} \right]\)(dd)   +  3H₂­

IV. ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

1. Ứng dụng

- Người ta dùng nhôm để chế tạo vỏ máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ do đặc tính nhẹ, bền với không khí và nước

- Làm dây dẫn điện cao áp, đồ nội thất, làm vật trao đổi nhiệt

- Chế tạo hỗn hợp tecmit (Al và Fe₂O₃) được dùng để hàn gắn đường ray.

2. Sản xuất

Điện phân nóng chảy Al₂O₃

2Al₂O₃   \(\xrightarrow{\text{đpnc}}\)  4Al  +  3O₂­

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM

I. NHÔM OXIT

Tính chất vật lí : là chất rắn màu trắng, không tan trong nước nóng chảy ở 2050 độ C

Tính chất hóa học : Al₂O₃ là oxit lưỡng tính, tác dụng được với dung dịch axit và dung dịch kiềm:

Al₂O₃  +  6HCl   →   2AlCl₃  +  3H₂O

Al₂O₃   +  2NaOH   + 3H₂O  → 2Na\(\left( Al{{(OH)}_{4}} \right)\)

Ứng dụng :

- Tinh thể Al₂O₃ (corinđon) được dùng làm đồ trang sức, chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác, như chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia lade,...

- Bột Al₂O₃ có độ cứng cao được dùng làm vật liệu mài.

- Boxit Al₂O₃.2H₂O là nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại.

II. NHÔM HIDROXIT

Tính chất vật lí: Là chất kết tủa keo, màu trắng, không tan trong nước, dễ bị nhiệt phân hủy

Tính chất hóa học :

- Dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit :

2Al(OH)₃    \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)   Al₂O₃  +  3H₂O

- Là hợp chất lưỡng tính, tan trong axit và bazo

Al(OH)₃  +  3HCl  →   AlCl₃   +  3H₂O

Al(OH)₃  +  NaOH   →    Na\(\left[ Al{{(OH)}_{4}} \right]\)

Điều chế: Cho muối nhôm phản ứng với dung dịch NH₃ hoặc muối Na₂CO₃ :

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂↑

III. NHÔM SUNFAT

- Al₂(SO₄)₃: là chất bột màu trắng, bị phân hủy nhiệt trên 770^oC

- Phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O hoặc : KAl(SO₄)₂.12H₂O tồn tại ở dạng tinh thể có vị hơi chua và chát.

Sơ đồ tư duy: Nhôm và hợp chất của nhôm