Propiedades relacionadas del aluminio, cobre y plata

Nombre del elemento: Aluminio

Peso atómico del elemento: 26,98

Volumen atómico: (centímetro cúbico/mol)

10,0

Tipo de elemento: Metal

Número atómico: 13

Símbolo del elemento: Al

Nombre chino del elemento: Aluminio

El elemento está en Contenido en el sol: (ppm)

60

Contenido del elemento en agua de mar: (ppm)

Superficie del Pacífico 0.00013

Nombre en inglés del elemento: Aluminio

Masa atómica relativa: 26,98

Contenido en la corteza terrestre: (ppm)

82000

Número de protones en el núcleo: 13

Número de electrones fuera del núcleo: 13

Número de núcleos de energía nuclear: 13

Estado de oxidación:

Al+3 principal

Otros Al0, Al+1

Masa del protón: 2.1749E-26

Masa relativa del protón: 13.091

Período: 3

Número de grupo: IIIA

Masa molar: 27

Hidruro: AlH3

Óxido: Al2O3

La fórmula química del óxido de mayor precio: Al2O3

Densidad: 2.702

Punto de fusión: 660.37

Punto de ebullición: 2467,0

Punto de inflamación: 550 grados Celsius

Conductividad térmica: W/(m·K)

237

Energía de enlace químico: (kJ /mol)

Al-H 285

Al-C 225

Al-O 585

Al-F 665

Al-Cl 498

Al-Al 200

La velocidad de propagación del sonido en él: (m/S)

5000

Energía de ionización (kJ/ mol)

M - M+ 577,4

M+ - M2+ 1816,6

M2+ - M3+ 2744,6

M3+ - M4+ 11575

M4+ - M5+ 14839

M5+ - M6+ 18376

M6+ - M7+ 23293

M7+ - M8+ 27457

M8+ - M9+ 31857

M9+ - M1 38459

Dureza Mohs: 2,75

Configuración electrónica periférica: 3s2 3p1

Configuración electrónica externa: 2,8,3

Estructura cristalina: La celda unitaria es una celda unitaria cúbica centrada en las caras, y cada celda unitaria contiene 4 átomos de metal.

Parámetros de la celda unitaria:

a = 404,95 pm

b = 404,95 pm

c = 404,95 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

Color y estado: metal blanco plateado

Radio atómico : 1,82

Valencia común: +3

Descubierto por: Ersted y Weller

Lugar y hora de descubrimiento: 1825 Dinamarca

Fuente del elemento : El metal más abundante en la corteza terrestre, más del 7%

Uso del elemento: Puede usarse como material estructural para aviones, vehículos, barcos, barcos y cohetes. Se puede utilizar aluminio puro para cables de voltaje ultra alto.

El aluminio utilizado para los utensilios diarios suele denominarse “acero fino” o “tipo acero”

Método de preparación industrial: mezcla de alúmina fundida electrolítica y criolita

Método de preparación de laboratorio: Aluminio fundido electrolítico cloruro

Otros compuestos: AlCl3-cloruro de aluminio NaAlO2-metaaluminato de sodio Al(OH)3-hidróxido de aluminio

Introducción ampliada: azulado Un elemento metálico trivalente de color blanco plateado con buena ductilidad y tenacidad y la capacidad de emitir un sonido [fuerte]. Es conocido por su ligereza, buena conductividad eléctrica y térmica, alta reflectividad y resistencia a la oxidación.

Descubierto por: Weller Año de descubrimiento: 1827

Proceso de descubrimiento:

En 1827, Weller de Alemania combinó potasio y cloruro de aluminio anhidro* **Calentar para producir aluminio.

Descripción del elemento:

Metal brillante de color blanco plateado, densidad 2.702 g/cm3, punto de fusión 660,37 ℃, punto de ebullición 2467 ℃. Valencia ±3. Tiene buena conductividad térmica, conductividad eléctrica y ductilidad. La energía de ionización es de 5,986 electronvoltios. Aunque se le llama metal activo, se formará una densa película de óxido en su superficie en el aire, lo que le impedirá interactuar con el oxígeno y el agua. . Puede reaccionar con el oxígeno a altas temperaturas y liberar una gran cantidad de calor. Con este alto calor de reacción, el aluminio puede sustituir a los metales de otros óxidos (método de las termitas). Por ejemplo: 8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795 kcal. A altas temperaturas, el aluminio también reacciona con los no metales y también puede disolverse en ácido o álcali para liberar hidrógeno. No tiene ningún efecto sobre el agua, el sulfuro, el ácido sulfúrico concentrado, el ácido acético de cualquier concentración y todos los ácidos orgánicos.

Fuente del elemento:

El aluminio existe en diversas rocas o minerales en forma de compuestos químicos, como feldespato, mica, caolín, bauxita, alumbre, etc., espera. Se produce fundiendo electrólisis de óxido de aluminio y criolita (Na3AlF6).

Usos del elemento:

El aluminio puede desplazar metales de otros óxidos (método de las termitas). Su aleación es ligera y resistente y es un material estructural para la fabricación de aviones, cohetes y automóviles. El aluminio puro se utiliza ampliamente en cables. Es muy utilizado para elaborar utensilios diarios.

Información auxiliar de los elementos:

La distribución del aluminio en la corteza terrestre ocupa el tercer lugar entre todos los elementos químicos después del oxígeno y el silicio, y ocupa el primer lugar entre todos los elementos metálicos. Sin embargo, debido a que el aluminio tiene un fuerte poder oxidante y no se reduce fácilmente, se descubrió tarde.

Después de que el físico italiano Volta creara la batería en 1800, de 1808 a 1810, el químico británico David y el químico sueco Bezilius intentaron utilizar corriente eléctrica para separar el aluminio de la bauxita, pero todo fracasó. Berzilius le dio al metal inalcanzable el nombre de alumien. Proviene del latín alumen. En la Europa medieval, este término era un término general para el alumbre astringente, que era un mordiente utilizado para teñir telas de algodón. El nombre latino posterior del aluminio y el símbolo del elemento Al provienen de aquí.

En 1825, el químico danés Osder publicó su preparación experimental de aluminio. En 1827, el químico alemán Wu Le repitió el experimento de Austen y continuó mejorando el método de producción de aluminio. En 1854, el químico alemán Dewyer utilizó sodio en lugar de potasio para reducir el cloruro de aluminio y produjo lingotes de aluminio metálico.

Símbolo del elemento: Al Nombre en inglés: Aluminio Nombre chino: Aluminio

Masa atómica relativa: 26,9815 Valencia común: +3 Electronegatividad: 1,61

Disposición de los electrones periféricos: 3s2 3p1 Disposición electrónica extranuclear: 2,8,3

Isótopos y radiación: Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]

Energía de afinidad electrónica: 48 KJ·mol-1

Primera energía de ionización: 577,6 KJ·mol-1 Segunda energía de ionización: 1817 KJ·mol-1 Tercera energía de ionización: 2745 KJ· mol-1

Densidad elemental: 2,702 g/cm3 Punto de fusión elemental: 660,37 ℃ Punto de ebullición elemental: 2467 ℃

Radio atómico: 1,82 Å Radio iónico: 0,51(+3) Å** *Radio de valencia: 1,18 Angstroms

Compuestos comunes: Al2O3 AlCl3 Al2S3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3

Aluminio, número atómico 13, peso atómico 26,981539 El científico danés Oersted en 1825 utilizó tricloruro de aluminio anhidro para reaccionar. con amalgama de potasio y evaporó el mercurio para obtener aluminio en 1854, Deville utilizó sodio metálico para reducir las sales fundidas de cloruro de sodio y cloruro de aluminio para obtener aluminio metálico, que produjo en la Exposición de París de 1855; , Hall y Erou inventaron el método de producción de aluminio con sal fundida de alúmina electrolítica y criolita respectivamente, haciendo del aluminio un metal práctico. El contenido de aluminio en la corteza terrestre es del 8%, sólo superado por el oxígeno y el silicio. Está ampliamente distribuido en rocas, suelo, animales y plantas.

El aluminio es un metal ligero de color blanco plateado con un punto de fusión de 660,37°C, un punto de ebullición de 2467°C y una densidad de 2,702 g/cm². El aluminio tiene una estructura cúbica centrada en las caras y tiene buena conductividad eléctrica y térmica. El aluminio puro es blando.

El aluminio es un metal activo. En el aire seco, se forma inmediatamente una densa película de óxido de aproximadamente 50 angstroms de espesor en la superficie del aluminio, lo que evita que el aluminio se oxide y lo hace resistente al agua; el polvo de aluminio se mezcla fácilmente con el aire; el aluminio fundido puede reaccionar violentamente con el agua; muchos óxidos metálicos pueden reducirse a los metales correspondientes a altas temperaturas; el aluminio es anfótero, es decir, es fácilmente soluble en álcalis fuertes y ácidos diluidos.

El aluminio tiene una amplia gama de aplicaciones.

Elemento cobre

Nombre del elemento: Cobre

Símbolo del elemento: Cu

Peso atómico del elemento: 63,55

Tipo de elemento: Elemento metálico

Contenido del elemento en el sol: (ppm)

0,7

Estructura cristalina: La celda unitaria es una unidad cúbica centrada en las caras celda, cada La celda unitaria contiene 4 átomos de metal.

Volumen atómico: (centímetro cúbico/mol)

7,1

Contenido de elementos en el agua de mar: (ppm)

Superficie del Océano Pacífico 0.00008

Estado de oxidación:

Cu+2 principal

Otros Cu-1, Cu0, Cu+1, Cu+3, Cu+4

Parámetros de la celda unitaria:

a = 361,49 pm

b = 361,49 pm

c = 361,49 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

Contenido en la corteza terrestre: (ppm)

50

Número de protones: 29

Número de neutrones: 35

Número atómico: 29

Período: 3

Número de grupo: IB

Distribución de la capa de electrones: 2-8-18-1

Dureza de Mohs: 3

La velocidad de propagación del sonido en ella: (m / S)

3810

Densidad en condiciones normales: 8,9*10^3kg/m3

Descubierto por: Año de descubrimiento: Proceso de descubrimiento:

El cobre se ha encontrado en la antigüedad.

Descripción del elemento

Un metal brillante de color rojo púrpura con una densidad de 8,92 g/cm3. El punto de fusión es 1083,4 ± 0,2 ℃ y el punto de ebullición es 2567 ℃. Valencias comunes +1 y +2 (el cobre trivalente sólo aparece en unos pocos compuestos inestables). Energía de ionización 7,726 electronvoltios. El cobre es uno de los primeros metales descubiertos por el hombre y uno de los metales más puros. Es un poco más duro, extremadamente tenaz y resistente al desgaste. También tiene buena ductilidad. Buena conductividad térmica y eléctrica. El cobre y algunas de sus aleaciones tienen buena resistencia a la corrosión y son muy estables en aire seco. Pero en el aire húmedo, se puede generar en su superficie una capa de carbonato de cobre básico verde [Cu2(OH)2CO3], que se llama pátina. Soluble en ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado caliente, ligeramente soluble en ácido clorhídrico. Se corroe fácilmente con álcalis.

Breve historia del descubrimiento del cobre

El cobre es uno de los metales que se conocen desde la antigüedad. Generalmente se cree que el primer metal conocido por el hombre fue el oro, seguido del cobre. El cobre es muy abundante en la naturaleza y fácil de procesar. El cobre es el primer metal utilizado en la producción humana. Al principio, la gente sólo utilizaba cobre natural simple que existía en la naturaleza, cortándolo con un hacha de piedra, se podía martillar para obtener una variedad de utensilios. Con el desarrollo de la producción, las herramientas de producción hechas de cobre natural ya no son suficientes. El desarrollo de la producción impulsó a la gente a encontrar formas de obtener cobre de las minas de cobre. Los minerales que contienen cobre son relativamente comunes y la mayoría de ellos tienen colores brillantes y llamativos, como la calcopirita CuFeS2 de color amarillo dorado, la malaquita verde brillante CuCO3Cu(OH)2, la azurita azul oscuro 2CuCO3Cu(OH)2, etc., estos minerales se tuestan al aire para formar óxido de cobre CuO y luego se reducen con carbono para obtener cobre metálico. Los utensilios hechos de cobre puro son demasiado blandos y fáciles de doblar. La gente descubrió que mezclando estaño con cobre se podía obtener una aleación de cobre y estaño: el bronce. El cobre, COBRE, proviene de Cuprum, que es el nombre antiguo de la isla de Chipre, famosa por su producción de cobre, conocida por la humanidad desde hace mucho tiempo. Él y el oro son los dos únicos metales que vienen en colores distintos del gris, el blanco y el negro. Una aleación de cobre y oro se puede convertir en diversos adornos y utensilios. Añade zinc y se vuelve latón; añade estaño y se vuelve bronce.

Fuente del elemento

La calcopirita, la calcocita, la cuprita y la malaquita son minerales de cobre importantes en la naturaleza. Después de calcinar el mineral de sulfuro, se funde con una pequeña cantidad de sílice y coque para obtener cobre crudo, que luego se reduce a cobre burbujeante y finalmente se refina electrolíticamente para obtener cobre. Se está estudiando un nuevo método de extracción de cobre, que consiste en utilizar voladuras atómicas para triturar el mineral de baja ley bajo tierra, lixiviarlo in situ con ácido sulfúrico diluido y luego bombear la solución de lixiviación a la superficie para precipitar el cobre en las limaduras de hierro. .

Usos del elemento

El cobre es un metal no ferroso muy relacionado con el ser humano. Es muy utilizado en la industria eléctrica, ligera, fabricación de maquinaria, industria de la construcción, defensa. industria y otros campos En nuestro país El consumo de materiales metálicos no ferrosos ocupa el segundo lugar después del aluminio.

El cobre es el más utilizado y consumido en la industria eléctrica y electrónica, representando más de la mitad del consumo total.

Se utiliza para diversos cables y alambres, devanados de motores y transformadores, interruptores y placas de circuito impreso, etc.

En la fabricación de maquinaria y vehículos de transporte se utiliza para fabricar válvulas y accesorios industriales, instrumentos, cojinetes deslizantes, moldes, intercambiadores de calor y bombas, etc.

Es muy utilizado en la industria química para fabricar recipientes de vacío, ollas de destilación, ollas de elaboración de cerveza, etc.

En la industria de defensa, se utiliza para fabricar balas, proyectiles de artillería, piezas de armas, etc. Por cada millón de balas producidas, se necesitan entre 13 y 14 toneladas de cobre.

En la industria de la construcción se utiliza como tuberías diversas, accesorios para tuberías, dispositivos decorativos, etc.

La siguiente es la proporción del consumo de cobre en cada industria con respecto al consumo total de cobre: ​​Proporción del consumo de cobre de la industria con respecto al consumo total

Electrónica (incluidas comunicaciones) 48%

Construcción 24%

Ingeniería general 12%

Transporte 7%

Otros 9%

Aplicación de las propiedades del cobre

Conductividad eléctrica: 64%, resistencia a la corrosión: 23%, resistencia estructural: 12%, decorativa: 1%

Información auxiliar del elemento

El mayor obtenido en la naturaleza El cobre natural pesa 420 toneladas En la antigüedad, la gente descubrió el cobre natural, lo cortaron con hachas de piedra y lo transformaron en objetos martillando. Como resultado, las herramientas de bronce se incorporaron a las filas de las herramientas de piedra y las reemplazaron gradualmente, poniendo fin al Neolítico en la historia de la humanidad.

En nuestro país, la dinastía Xia hace 4.000 años se empezó a utilizar el cobre rojo, es decir, cobre natural. Sus características están forjadas a martillo. En 1957 y 1959, se excavaron casi 20 piezas de artículos de bronce en el sitio de la Terraza Huangniangniang en Wuwei, provincia de Gansu. Después del análisis, el contenido de cobre en los artículos de bronce fue de entre 99,63% y 99,87%, que es cobre puro.

Por supuesto, la producción de cobre natural es escasa después de todo. El desarrollo de la producción impulsó a la gente a encontrar formas de obtener cobre de las minas de cobre. El contenido total de cobre en la corteza terrestre no es grande, no más del 0,01%, pero los minerales que contienen cobre son relativamente comunes y la mayoría de ellos tienen varios colores brillantes y llamativos que atraen la atención de la gente. Por ejemplo, malaquita verde brillante CuCO3.Cu(OH)2, azurita azul oscuro 2CuCO3.Cu(OH)2, etc. Estos minerales se queman al aire para obtener óxidos de cobre, que luego se reducen con carbono para obtener cobre metálico.

En 1933, durante las excavaciones en Yinxu, condado de Anyang, provincia de Henan, se encontraron malaquita que pesaba 18,8 kilogramos, bloques de carbón con un diámetro de más de 1 pulgada, cascos generales utilizados para la cerámica y la fundición de cobre, y 21,8 kilogramos. descubierto Las cenizas ilustran el proceso mediante el cual los trabajadores de la antigua mi país obtuvieron cobre de las minas de cobre hace más de 3.000 años.

Sin embargo, los objetos hechos de cobre fundido son demasiado blandos, se doblan con facilidad y se desgastan rápidamente. Luego la gente descubrió que el estaño se mezclaba con cobre para obtener una aleación de cobre y estaño: el bronce. Es mucho más fácil fundir y fabricar dispositivos de bronce que el cobre puro, y es más duro que el cobre puro (si el valor de dureza del estaño se establece en 5, entonces la dureza del cobre es 30, mientras que la dureza del bronce es de 100 a 150). ). Históricamente, este El período es la Edad del Bronce.

El libro "Zhou Li Kao Gong Ji", escrito durante el Período de los Reinos Combatientes en mi país, resume la experiencia de fundir bronce y describe las diferentes proporciones de cobre y estaño utilizadas en varias fundiciones de bronce: "El oro tiene seis qi (prescripción) El sesenta por ciento del oro (cobre) y una de las latas se llaman campanas y trípodes, cinco quintas partes del oro y una de las latas se llaman hachas y jins, cuatro cuartas partes del oro y uno; de las latas se llaman hachas y alabardas, las tres terceras partes son oro y el estaño es una parte, que se llama el Qi de la Gran Espada; se llama el Qi de cortar flechas (flechas); la mitad de oro y estaño se llama Jian (espejo) y pedernal ("Usar espejos para enfocar la luz para hacer fuego)" Esto demuestra que hace más de 3.000 años, los trabajadores de nuestra Cada país se ha dado cuenta de que los bronces con diferentes usos requieren propiedades diferentes, y las proporciones de los componentes metálicos utilizados para fundir los bronces también deben ser diferentes.

Debido a que el bronce es duro, fusible, se puede fundir y moldear bien y es estable en el aire, su valor de uso no se ha perdido ni siquiera en la Edad del Hierro después de la Edad del Bronce. Por ejemplo, alrededor del año 280 a. C., un dios del sol de bronce se encontraba en el puerto de Rodas, en la isla de Rodas, en el mar Egeo, en Europa. Medía 46 metros de altura y sus dedos eran más altos que los de un adulto.

Los trabajadores de la antigua mi país fueron los primeros en utilizar compuestos de cobre naturales para fundir cobre mediante el método húmedo. Este es el origen de la tecnología del método húmedo y una invención en la historia de la química mundial. "Huainanzi Wanbi Shu" de los registros de la dinastía Han Occidental: Zeng Qing obtuvo hierro y lo convirtió en cobre. Zeng Qing es sulfato de cobre.

La fórmula química moderna para este método es:

CuSO4+Fe=FeSO4+Cu

La leyenda occidental dice que la antigua isla mediterránea de CHIPRE era un lugar donde se producía cobre, por lo que De aquí se obtuvo el nombre latino CUPRUM y su símbolo de elemento Cu. COBRE en inglés y CUIVRE en latín se derivan de esto.

El cobre tiene propiedades conductoras únicas y no puede ser reemplazado por el aluminio. En la era actual de desarrollo de la industria electrónica y los electrodomésticos, este antiguo metal ha recuperado su juventud. Los alambres de cobre se están utilizando ampliamente. A juzgar por los productos extranjeros, los accesorios electrónicos y eléctricos de un automóvil familiar normal requieren 1 kilómetro de alambre de cobre, la vía del tren de alta velocidad francesa utiliza 10 toneladas de cobre por kilómetro y el peso total del avión Boeing 747-200 es 2 % cobre. .

Nombre del elemento: Plata

Símbolo del elemento: Ag

Nombre del elemento en inglés: Plata

Nombre original en latín: Argentum

Chino es el radical del metal oro, más el sonido fonético de gen.

Tipo de elemento: elemento metálico

Volumen atómico: (centímetro cúbico/mol) 10,3

Color y estado: metal blanco plateado

Dureza de Mohs: 2,5

La velocidad de propagación del sonido en él: (m/S) 2680

Contenido

El contenido de elementos en el sol: (ppm )

0,001

Contenido del elemento en agua de mar: (ppm)

Superficie del Pacífico 0,0000001

Contenido en la corteza terrestre: (ppm)

0,07

Masa atómica relativa: 107,9

Número atómico: 47

Número de protones: 47

Masa molar: 108

Período: 5

Número de familia: IB

Disposición de capas electrónicas: 2-8-18-18-1

Valencia común: +1

Elemento: Plata

Símbolo químico del elemento: Ag

Estado de oxidación:

Principal Ag+ 1

Otros Ag0, Ag+2, Ag+3

Energía de ionización (kJ /mol)

M - M+ 731

M+ - M2+ 2073

M2+ - M3+ 3361

M3+ - M4+ 5000

M4+ - M5+ 6700

M5+ - M6+ 8600

p>

M6+ - M7+ 11200

M7+ - M8+ 13400

M8+ - M9+ 15600

M9+ - M1 18000

Propiedades físicas

Densidad: 11,7 g/cm3

Punto de fusión: 961,93 ℃

Punto de ebullición: 2213 ℃

Otras propiedades : Alta ductilidad, es un metal con buena conductividad térmica y eléctrica. La primera energía de ionización es de 7,576 electronvoltios. Químicamente estable, no tiene ningún efecto sobre el agua ni el oxígeno atmosférico; es fácilmente soluble en ácido nítrico diluido, ácido sulfúrico concentrado caliente y ácido clorhídrico e hidróxido alcalino fundido.

Estructura cristalina: La celda unitaria es una celda unitaria cúbica centrada en las caras, y cada celda unitaria contiene 4 átomos de metal.

Parámetros de la celda unitaria:

a = 408,53 pm

b = 408,53 pm

c = 408,53 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

Propiedades químicas:

La plata es un metal descubierto en tiempos antiguos uno. Aunque la plata también existe como elemento en la naturaleza, la mayor parte existe en forma de compuesto químico.

La plata tiene una alta ductilidad, por lo que se puede enrollar hasta formar una lámina transparente con un espesor de sólo 0,00003 centímetros, y un grano de plata que pesa 1 gramo se puede estirar hasta formar un filamento de unos dos kilómetros de longitud.

La conductividad térmica y la conductividad eléctrica de la plata se encuentran entre las mejores entre los metales.

El número de oxidación característico de la plata es +1, y sus propiedades químicas son peores que las del cobre. No interactúa con el oxígeno del agua y el aire a temperatura ambiente o incluso cuando se calienta, pero puede girar. negro y pierde su valor si se deja en el aire durante mucho tiempo. El brillo blanco plateado se debe a la síntesis química de la plata y el H2S en el aire en Ag2S negro. La ecuación de la reacción química es:

4Ag + H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

La plata no puede reaccionar con ácido clorhídrico diluido o ácido sulfúrico diluido para liberar hidrógeno, pero la plata se puede disolver en ácido nítrico o caliente En ácido sulfúrico concentrado:

Calentamiento

2Ag + 2H2SO4 (concentrado) ==== Ag2SO4 + SO2 ↑ + 2H2O

La plata reacciona muy fácilmente con halógeno a temperatura ambiente. Lento, se pueden generar haluros en condiciones de calentamiento:

473K

2Ag + F2 ===== 2AgF marrón oscuro

. Calefacción

2Ag + Cl2 ===== 2AgCl↓ Blanco

Calefacción

2Ag + Br2 ===== 2AgBr↓ Amarillo

Calentamiento

2Ag + I2 ===== 2AgI↓ Naranja

La plata tiene una fuerte afinidad por el azufre y se puede combinar directamente con azufre para sintetizar Ag2S cuando se calienta:

Calefacción

2Ag + S ==== Ag2S