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Aluminium

Informationen zur Chemie und zur Physik des Aluminiums.




Aluminium

Aluminium - Symbol Al, Ordnungszahl 13 - ist ein metallisches chemisches Element der 3. Hauptgruppe (Borgruppe, Erdmetalle, Triele). In reiner Form zeigt es sich als silbrig-weißes, weiches, nichtmagnetisches, duktiles Metall.

Das reine Aluminium-Metall ist chemisch sehr reaktiv, so dass man es in der Natur nur an andere Elemente gebunden findet, meist als Bestandteil von Mineralien, von denen 270 verschiedene bekannt sind.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Aluminium

Bezeichnung:Aluminium Andere Namen:Aluminum Symbol:Al Ordnungszahl:13 Atommasse:26,9815384(3) u Periodensystem-Stellung:13. Gruppe (3. Hauptgruppe), p-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Metalle, Borgruppe (Triele) Entdeckung:Hans Christian Oersted (1825) Bedeutung des Namens:Alumen, Alaun (aluminumhaltiges Mineral) Historische Bezeichnungen:Alumium Irdisches Vorkommen:Dritthäugistes Element, häufigstes Metall Englischer Name:Aluminium; Aluminum CAS-Nummer:7429-90-5 InChI-Key:XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N

 

Das Aluminium-Atom

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d
Al13[Ne] 3s2 3p1 22621

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Aluminium-Atom zu trennen.

1. IE: 5,985768 eV2. IE: 18,82855 eV3. IE: 28,44765 eV4. IE: 119,992 eV5. IE: 153,825 eV6. IE: 190,49 eV
7. IE: 241,76 eV8. IE: 284,66 eV9. IE: 330,13 eV10. IE: 398,75 eV11. IE: 442,00 eV12. IE: 2085,98 eV
13. IE: 2304,1410 eV

 

Weitere Daten

Atomradius:118 pm (berechnet)
125 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:121(4) pm (nach Cordero et al.)
126 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
113 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
111 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:10,00 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,039; ωL1: 0,000026; ωL2: 0,00075; ωL3: 0,00075 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,32; F13: 0,64; F23: -

 

Spektrallinien des Aluminiums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Aluminiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Aluminium-Spektrallinien

 

 

Chemie des Aluminiums

Als Element der dritten Hauptgruppe ist die Chemie des Aluminiums geprägt von den drei Valenzelelektronen , die in chemischen Reaktionen bereitwillig unter Bildung von Aluminium(III)-Verbindungen bereitgestellt werden. Seltener und weniger stabil sind Verbindungen mit niedrigeren Al-Oxidationsstufen.

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,61 nach Pauling
1,47 nach Allred-Rochow
1,613 nach Allen
1,4 nach Mulliken
1,54 nach Sanderson
4,6393 eV nach Gosh-Gupta
4,6393 eV nach Pearson
Elektronaffinität:0,432 83(5) eV bzw. 41,762(5) kJ mol-1Oxidationsstufen:+3 (-2, -1, +1. +2)

 

Standardpotentiale

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-2,33+ IIITetrahydroxyaluminat-AnionAl(OH)4-+ 3 e-Al (s) + 4 OH-Aluminium0
-2,31+ IIIAluminiumhydroxidAl(OH)3 (s)+ 3 e-Al (s) + 3 OH-Aluminium0
-1,66+ IIIAluminium(III)-KationAl3++ 3 e-Al (s)Aluminium0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Aluminiums

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Aluminiums auf.

Schmelzpunkt:660,32 °C Schmelzenthalpie (molar):10,71 kJ mol-1 Schmelzenthalpie (spezifisch):398 kJ kg-1 Siedepunkt:2519 °C Verdampfungsenthalpie:293,72 kJ mol-1 Wärmekapazität:24,200 J mol-1 K-1 (molar)
0,897 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:433 K Thermische Leitfähigkeit:237 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:23,1 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrischer Widerstand:26,5 nΩ m bei 20 °C Dichte:2,70 g cm-3 Elastizitätsmodul:70,2 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):72,2 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,01385 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,35 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:Kubisch-flächenzentriert - fcc Gitterkonstanten:a = b = c = 404,9 pm, Z=4 Raumgruppe:Fm3m - Nr. 225 Härte:nach Mohs: 3
nach Vickers: 0,167 GPa
nach Brinell: 0,245 GPa
nach Brinell (neu): 0,184 GPa (geglüht)
Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:16,5 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:5000 m s-1 bei 20 °C

 

Geochemie, Vorkommen, Verteilung

Die Erdkruste enthält etwa 8 Gewichtsprozente Aluminum in gebundener Form; insgesamt ist es nach Sauerstoff und Silicium das dritthäufigste Element und das am häufigsten vorkommende Metall in der Kruste. Der tieferliegende Erdmantel enthält hingegen sehr viel weniger von dem Metall. Haupterz zur Gewinnung von Aluminium ist das Bauxit.

Erdkruste:82300 mg kg-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Erdmantel:23800 ppm Meerwasser:0,002 mg L-1 (ppmw, bezogen auf die Masse) Sonnensystem:0,085 (bezogen auf Silicium, Si=1)


Inhalt, Gliederung

Es folgt eine Liste mit online verfügbaren Informationsquellen zur Chemie und Physik des Aluminiums. Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache finden Sie unter dem Stichwort aluminium.


Informationen, Daten zum Element
Gruppenelemente - Informationen
Einzelne Verbindungen
Synthese, Herstellung, Produktion
Analyse und Bestimmung
Mineralien
Toxikologie, Medizin, Physiologie
Journale, Fachzeitschriften
Dissertationen
Organisationen, Verbände



Informationen, Daten zum Element


Aluminium - Fakten
Umfangreiche Sammlung von PDF-Texte zum Thema Aluminium und Aluminiumindustrie. GDA

Aluminium-Isotope
Tabelle mit allen natürlichen und künstlichen Aluminiumisotopen einschließlich wichtiger Eigenschaften, NMR-aktive Nuklide

Werkstoff Aluminum
Lexikon: Aluminium A bis Z. GDA



Gruppenelemente - Informationen


Borgruppe
Vorlesungsskript. ETH Zürich

Borgruppe
Vergleichende Übersicht der Elemente der Borgruppe. Rutherford - Lexikon der Elemente

Borgruppe
Die schweren Elemente der 3. Hauptgruppe - Format: PDF

Borgruppe, 3. Hauptgruppe, Erdmetalle, Triele: Al, Ga, In, Tl
Vorlesungsskript: Chemie der Metalle. Universität Freiburg

Borgruppe, III. Hauptgruppe
Vorlesungsmaterialien: Anorganische Chemie. ETH Zürich - Format: PDF



Einzelne Verbindungen


Aluminium und Aluminiumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Synthese, Herstellung, Produktion


Gewinnung von Aluminium
Schmelzflusselektrolyse

Herstellung von Aluminium
Vom Bauxit zum Aluminium. FH Münster - Format: PDF

Herstellung von Aluminium
Überblick

Rotschlamm
Reststoff aus der Aluminiumproduktion - Ökologischer Rucksack oder Input für Produktionsprozesse? - Format: PDF



Analyse und Bestimmung


Aluminium Nachweis
Der virtuelle Trennungsgang: Urotropin-Gruppe. Universität Freiburg



Mineralien


Aluminiumhaltige Minerale
Informationen zum Aluminium und den Aluminiummineralien. Mineralien Atlas



Toxikologie, Medizin, Physiologie


Aluminiumhaltige Antitranspirantien tragen zur Aufnahme von Aluminium bei
Stellungnahme Nr. 007/2014 des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) vom 26. Februar 2014 - Format: PDF



Journale, Fachzeitschriften


Aluminium Today
Fachjournal für die Aluminiumindustrie mit aktuellen Informationen



Dissertationen


Aluminiumorganisch stabilisierte Übergangsmetallkolloide
Synthese, Bildungsmechanismus und Aufbau von organisierten Strukturen. RWTH Aachen, 2002

Nanostrukturierung von Aluminium-Oberflächen
Studien zur Nanostrukturierung von Aluminium-Oberflächen mittels elektrochemischer Methoden. Dissertation, 2009. Universität Giessen

Rotschlamm im Bayer-Prozess
Über das Natrium-Aluminium-Silikat im Rotschlamm des Bayer-Prozesses. Dissertation, 1964. ETH Zürich



Organisationen, Verbände


 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 06.01.2019.



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