Nhôm (Al) là một nguyên tố kim loại phổ biến với nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp. Vậy Al Hoá Trị Mấy? Nhôm có hoá trị 3. Nhôm là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim nhẹ, rất nhẹ và dẻo. Nó có thể được cán mỏng hoặc kéo thành sợi tùy thuộc vào mục đích sử dụng.
Các thông tin cơ bản về nguyên tố Nhôm (Al):
- Nguyên tử khối: 26,982 g/mol (thường làm tròn thành 27 g/mol)
- Số hiệu nguyên tử: Z = 13
- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ hoặc viết gọn là [Ne]3s²3p¹
- Vị trí trong bảng tuần hoàn: Nhóm IIIA, chu kỳ 3
- Xu hướng: Al có 3 electron hóa trị, do đó có xu hướng nhường 3 electron để tạo thành ion dương Al³⁺: Al → Al³⁺ + 3e
- Độ âm điện: 1.61
- Kiểu mạng tinh thể: Lập phương tâm diện
Trạng Thái Tự Nhiên của Nhôm
Nhôm chiếm khoảng 8% khối lượng vỏ trái đất. Trong tự nhiên, nhôm tồn tại chủ yếu trong các hợp chất, chẳng hạn như:
- Đất sét: Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O
- Mica: K₂O.Al₂O₃.6SiO₂.2H₂O
- Boxit: Al₂O₃.nH₂O
- Criolit: 3NaF.AlF₃ hay Na₃AlF₆
Nhôm Có Dẫn Điện Không?
Nhôm là một kim loại dẫn điện tốt, xếp sau bạc, đồng và vàng trong danh sách các kim loại dẫn điện tốt nhất. Nhôm có độ tinh khiết cao (99,5%) thường được sử dụng để làm dây dẫn điện. Tuy nhiên, đồng được sử dụng phổ biến hơn do tính kinh tế.
Các Kim Loại Dẫn Điện Tốt Nhất Hiện Nay
Dưới đây là danh sách các kim loại có khả năng dẫn điện tốt nhất:
- Bạc (Ag)
- Đồng (Cu)
- Vàng (Au)
- Nhôm (Al)
- Natri (Na)
- Vonfram (W)
- Đồng thau (CuZn37)
- Sắt (Fe)
Tính Chất Vật Lý của Nhôm
Nhôm có những tính chất vật lý đặc trưng sau:
- Trạng thái: Chất rắn
- Màu sắc: Trắng bạc, ánh kim nhẹ
- Tính chất: Nhẹ, dẻo, dễ cán mỏng và kéo sợi
- Nhiệt độ nóng chảy: 660°C
- Khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt: Tốt
Tính Chất Hóa Học của Al
Nhôm thể hiện đầy đủ các tính chất hóa học của một kim loại điển hình:
Tác dụng với Phi Kim
-
Với Oxi (O₂): Ở nhiệt độ thường, nhôm tạo thành lớp màng oxit bảo vệ. Khi đốt nóng, phản ứng xảy ra mạnh mẽ:
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
-
Với các phi kim khác (Cl₂, Br₂, S, N₂, C): Nhôm phản ứng trực tiếp với clo và brom ở nhiệt độ thường, tạo thành muối halogenua:
2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃
Khi đun nóng, nhôm phản ứng với lưu huỳnh, nitơ và cacbon:
2Al + 3S → Al₂S₃
2Al + N₂ → 2AlN
4Al + 3C → Al₄C₃
Tác dụng với Axit
-
Với axit loãng (HCl, H₂SO₄ loãng): Nhôm dễ dàng khử ion H⁺ thành khí H₂:
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
-
Với axit đặc (H₂SO₄ đặc, HNO₃ đặc): Nhôm không phản ứng với H₂SO₄ và HNO₃ đặc nguội do bị thụ động hóa. Tuy nhiên, Al phản ứng mạnh với HNO₃ loãng, H₂SO₄ đặc nóng:
Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O
2Al + 6H₂SO₄ (đặc, nóng) → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O
Tác dụng với Oxit Kim Loại (Phản ứng Nhiệt Nhôm)
Ở nhiệt độ cao, nhôm có thể khử nhiều ion kim loại trong oxit (Fe₂O₃, CuO, Cr₂O₃,…) thành kim loại tự do:
2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe
Tác dụng với Nước
Nhôm không tác dụng với nước ở bất kỳ nhiệt độ nào do lớp oxit bảo vệ. Nếu lớp oxit này bị loại bỏ, nhôm sẽ khử nước ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng nhanh chóng dừng lại do tạo ra kết tủa Al(OH)₃ bao phủ bề mặt.
Tác dụng với Dung Dịch Kiềm
Nhôm là một kim loại lưỡng tính, do đó có thể tác dụng với dung dịch kiềm:
2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑
Không chỉ nhôm, các hợp chất của nhôm như Al₂O₃, Zn(OH)₂,… cũng là các chất lưỡng tính và có thể tác dụng với cả axit và bazơ.
Ứng Dụng của Nhôm
Nhôm là một kim loại quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày và có rất nhiều ứng dụng:
Trong Công Nghiệp
Với đặc tính sáng bóng và chống gỉ, nhôm là vật liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Các chi tiết máy móc như khung xe máy, khung xe hơi, thùng xe tải, và các bộ phận tản nhiệt thường được làm từ nhôm.
Trong Ngành Hàng Không Vũ Trụ
Nhôm được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các chi tiết máy móc trong ngành hàng không vũ trụ, ví dụ như thân và cánh máy bay, nhờ vào khối lượng riêng nhẹ và độ bền cao.
Trong Y Tế
Hợp chất của nhôm, đặc biệt là alumin, có những đặc tính ứng dụng trong y tế. Oxit nhôm mịn được sử dụng để tạo bề mặt tiếp xúc của các bộ phận giả (chân, tay, hông,…) một cách an toàn. Ngoài ra, nhôm oxit còn được sử dụng trong kem che khuyết điểm, phấn, son môi,…
Trong Xây Dựng
Nhiều vật liệu xây dựng phổ biến được làm từ nhôm, bao gồm cửa, tủ nhôm, mái hiên, và vách ngăn.
Trong Cuộc Sống Hàng Ngày
Nhôm được sử dụng rộng rãi trong đồ gia dụng như xoong, nồi, chảo, tủ quần áo, móc áo, bàn ghế nhôm, giường nhôm,… Ngoài ra, nhôm còn được dùng để làm giấy bọc thực phẩm, bánh kẹo.
Bài Tập Vận Dụng
Bài 1: Phát biểu nào sau đây không đúng về nhôm?
A. Nhôm có khả năng tan được trong dung dịch axit và dung dịch bazơ.
B. Bột nhôm có khả năng tác dụng với H₂O ở điều kiện thường.
C. Vật làm bằng nhôm có thể tác dụng với H₂O ở nhiệt độ cao.
D. Người ta có thể dùng thùng bằng nhôm để chuyên chở dung dịch HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.
Đáp án: C
Bài 2: Cho dung dịch A chứa Al₂(SO₄)₃, dung dịch B chứa KOH. Cho 150ml hoặc 600ml dung dịch B vào 200ml dung dịch A. Sau phản ứng hoàn toàn, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi đều thu được 0,204 gam chất rắn. Nồng độ mol của dung dịch A là:
A. 0,0325.
B. 0,0650.
C. 0,0130.
D. 0,0800.
Đáp án: A
Bài 3: Cho 2 phương trình phản ứng sau:
(1) 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
(2) 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂
Kết luận nào sau đây không đúng?
A. Nhôm khử được ion H⁺ của axit trong dung dịch axit.
B. Nhôm phản ứng được với dung dịch kiềm.
C. Nhôm phản ứng với cả dung dịch axit và dung dịch kiềm nên nhôm là chất lưỡng tính.
D. Nhôm là kim loại có tính khử mạnh. Trong cả 2 phản ứng này, Al đều bị oxi hóa thành ion dương.
Đáp án: C
Bài 4: Tại sao phèn chua có tác dụng làm trong nước?
A. Phèn chua chứa các ion K⁺, Al³⁺, SO₄²⁻ có thể hấp phụ các chất lơ lửng trong nước.
B. Phèn chua phản ứng với các chất bẩn thành các chất tan trong nước.
C. Khi hòa tan trong nước, phèn chua thủy phân ra ion H⁺, ion này hấp phụ rất tốt các chất lơ lửng trong nước.
D. Khi hòa tan trong nước, phèn chua thủy phân ra Al(OH)₃. Al(OH)₃ có bề mặt phát triển, hấp phụ các chất lơ lửng trong nước, kéo chúng cùng lắng xuống dưới.
Đáp án: D
Bài 5: Khi cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na[Al(OH)₄] thì có hiện tượng gì xảy ra?
A. Ban đầu xuất hiện kết tủa keo trắng, sau một thời gian kết tủa tan dần.
B. Có kết tủa keo trắng.
C. Ban đầu không có hiện tượng gì, sau một thời gian xuất hiện kết tủa keo trắng.
D. Không có hiện tượng gì xảy ra.
Đáp án: A
