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[元素的世界]——No.13鋁 (Al)
姓名:鋁;
英文名:Aluminum
德語(yǔ),法語(yǔ),荷蘭語(yǔ)名:Aluminium;
希臘文名:Αργ?λιο;
意大利文名:Alluminio;
日文名:アルミニウム;
韓文名:????;
葡萄牙文名:Alumínio;
西班牙文名:Aluminio;
俄文名:Алюминий
出生年:1827年 至今已經(jīng)178歲了
元素排行:13
居住地:從上往下數三層,第三號房間 (第三周期,第IIIA族)
體重:每mol我重26.98154克
密度:2.7g/cm^3
元素種類(lèi):金屬(且由于我密度小,屬于輕金屬)
狀態(tài):固體,面心立方晶體,膚色為白色,且呈金屬光澤。
熔點(diǎn):660攝氏度
沸點(diǎn):2467攝氏度
電導率:350 000 S/m,遠大于石墨(約250 S/m)
地殼中含量排行:第三(前面兩位是氧和硅,連鐵的含量都在我之后呢)
常見(jiàn)的是鋁硅酸鹽和其風(fēng)化產(chǎn)物——黏土
全球有色金屬用量排行:第一
西方國家里每年每人12至少公斤
美國每人每年多達35公斤


想當年,當我身價(jià)百倍的時(shí)候……

很多很多年前,我并不象現在這樣普遍,不象這樣被用做日常的鍋碗瓢盆,在那個(gè)時(shí)候,我可是很尊貴的哦~!相傳在古羅馬,一個(gè)陌生人從黏土中將我提煉出來(lái),用我做成一只金屬的杯子獻給當時(shí)的羅馬皇帝泰比里厄斯(Tiberius)。我做的杯子象銀子一樣閃閃發(fā)亮,但是卻比銀質(zhì)的杯子輕多了?;实郾砻嫔媳硎靖兄x,而暗地里卻擔心我的光彩奪目會(huì )使他的金銀財寶變的一錢(qián)不值,所以他下令將提煉出我的這位發(fā)明家斬首,從此許多年里,沒(méi)有人再有過(guò)提煉我這種金屬的念頭了。也就是因為這樣,我的工業(yè)化提煉也拖到了19世紀……
在19世紀以前,由于我性格活潑,在自然界也很少以單質(zhì)形式存在,提煉變的極為困難,因此在19世紀以前,我就被認為是一種極其罕見(jiàn)的金屬,價(jià)格比黃金還要昂貴。那些歐洲的君主們,都以能穿上一件有用我制成紐扣的衣服為榮;比賽中第一名的獎牌是用我制成的;我已經(jīng)成為了一種等級和身份的象征:在國王舉辦的宴會(huì )上,只有王室的成員和貴族的來(lái)賓才可以榮幸的使用我制成的餐具用餐;而讓自己的警衛部隊穿上鋁胸甲對于一個(gè)國王來(lái)說(shuō),也是非常有面子的事情……
可是后來(lái),隨著(zhù)提煉水平的發(fā)展,我的產(chǎn)量也飛速的增加,由此導致我的身價(jià)不斷下跌:在1854年時(shí),我每公斤要賣(mài)到1200盧布,而到19世紀末,一公斤就只要1盧布了…… 可悲啊,我就這么從一個(gè)身份的象征變成了廚房里的鍋碗瓢盆……

想當初,當我被發(fā)現的時(shí)候……

在古代,明礬的礦物就被應用做為染色的固定劑。明礬是什么?十二水和硫酸鋁鉀。兩個(gè)硫酸根,一個(gè)鉀離子,然后再加上一個(gè)+3價(jià)的我,結合上12個(gè)水分子,就是明礬了。事實(shí)上,我后來(lái)的名字,aluminium一詞就是從古羅馬語(yǔ) alumen(明礬)衍生而 來(lái)的
16世紀,德國醫生兼自然科學(xué)歷史學(xué)家帕拉塞斯(Parace/sus P.A.T.1949-1541)在我的發(fā)現史上寫(xiě)下了新的一頁(yè)。他研究了許多物質(zhì)和金屬,其中也當然也包括明礬(硫酸鋁),證實(shí)它們是“某種礬土鹽”。這種礬土鹽的一種成分是當時(shí)還不知道的一種金屬氧化物(后來(lái)證明是我啦?。?。
18世紀法國的拉瓦錫(A.L.Lavoisier) 認為這是一種未知金屬的氧化物,它與氧的親和力極大, 以致不可能用碳和當時(shí)已知的其他還原劑將它還原出來(lái)。 1807年英國人戴維(H.Davy)試圖電解熔融的氧化鋁以 取得金屬,沒(méi)有成功
到1754年,德國化學(xué)家馬格拉夫(Marggraf.A.S.1709-1937)終于能夠分離“礬土”了。這正是帕拉塞提到過(guò)的那種物質(zhì)。但是,直到1807年,英國的戴維才把隱藏在明礬中的金屬分離出來(lái),用電解法發(fā)現了鉀和鈉,卻沒(méi)能夠分解氧化鋁。瑞典化學(xué)家貝采尼烏斯進(jìn)行了類(lèi)似的實(shí)驗,但是失敗了。不過(guò),科學(xué)家還是給這種含糊不清的金屬取了一個(gè)名字。開(kāi)始貝采尼烏斯稱(chēng)它為“鋁土”。后來(lái),戴維又改稱(chēng)它為鋁。于是,在我沒(méi)有正式誕生的時(shí)候,我就有了自己的名字。
1825年,丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特將氯氣通過(guò)紅熱的木炭和鋁土,得到的物質(zhì)和鉀汞齊作用,得到鋁汞齊,隔絕空氣下蒸掉汞,最后提煉出一塊金屬。 在我看來(lái),那并不能算是我的純凈單質(zhì),再加上他后來(lái)又沒(méi)有繼續對我的提煉進(jìn)行研究,提煉我的實(shí)驗便沒(méi)有被奧斯特繼續做下去。但他將提煉這塊金屬的過(guò)程告訴了他的好朋友,德國年輕的化學(xué)家維勒(Wohler.F.1800-1882)。維勒非常感興趣,他先重復了奧斯特的試驗,并寫(xiě)信給貝采里烏斯,告知重復奧斯特的試驗制不出金屬鋁的單質(zhì)。于是他自己設計實(shí)驗,用鉀還原無(wú)水氯化鋁得到少 量金屬粉末,大小沒(méi)超過(guò)一個(gè)針頭。1845年他用氯化鋁氣體通過(guò)熔融金屬鉀的 表面,得到一些鋁珠,每顆重約10~15毫克,從而對鋁的 密度和延展性作了初步測定,指出鋁的熔點(diǎn)不高。(同樣的方法,他還制得了金屬Be,也就是住在我斜上方的那個(gè)家伙,我們在元素周期表中的位置是對角線(xiàn)關(guān)系,且我們性質(zhì)相近,這種“處于對角線(xiàn)位置的元素具有相似的物理化學(xué)性質(zhì)”在元素周期表中被也稱(chēng)為“對角線(xiàn)規則”。)


我的資源分布……
(此部分引用自“鋁的世界” 上海光明中學(xué) 田欣)

鋁土 礦是一種以氧化鋁水合物為主要成分的礦石,歷來(lái)是主 要的煉鋁原料。自然界的氧化鋁水合物有三水鋁石、一 水軟鋁石和一水硬鋁石。它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)差 別很大。因此鋁土礦按其中氧化鋁水合物的礦物形態(tài)分 為三水鋁石型、一水軟鋁石型、一水硬鋁石型,以及混 合型。全世界已查明的鋁土礦的工業(yè)儲量約250億噸,加 上遠景儲量共約 350億噸左右。儲量豐富和產(chǎn)量較大的 國家有幾內亞、澳大利亞、巴西、牙買(mǎi)加、印度等國。 這些國家的鋁土礦多屬于高鐵低硅的三水鋁石型,適合 于用較簡(jiǎn)單的拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。 中國已探明的鋁土礦主要分布于河南、山西、貴州、 山東、廣西等地,除個(gè)別地區外都為低鐵高鋁的一水硬 鋁石型,雜質(zhì)主要是高嶺石中的 二氧化硅和少量的氧化鐵、 二氧化鈦。中國還有豐富的明礬石礦。浙江、安徽兩省有以 億噸計的鉀明礬石資源,是生產(chǎn)氧化鋁和鉀肥的原料。此 外,在云南等地也發(fā)現有較豐富的霞石資源。


日常生活中的我……

不得以我淪落到了做鍋碗瓢盆的地步。和當初的價(jià)值連城可是天壤之別啊……。但是由于我在空氣中表面能生成致密而堅硬的氧化膜,用我制成的鍋碗瓢盆開(kāi)水壺什么的,可以用好久。擦掉表面的氧化膜,仍然光亮如新——雖然這樣有損我的健康的說(shuō)~ 。 我的延展性好,可以加工成鋁箔,也可以拉成絲,當然你要把我做的跟磚頭一樣,我也沒(méi)什么意見(jiàn)……只要您有用。
我的密度很小,電導率倒挺高。雖然不及銅和銀,但是,如果要算單位質(zhì)量的電導率,我還是遠遠強與它們的。所以,我還被廣泛的應用于制作電線(xiàn)電纜等導電設備。
將我做成合金(注:合金是一種金屬在另外一種金屬中形成的固溶體)可以改善性能。因為我的強度比較低,但是形成合金以后比強度就可以和鋼媲美了,塑性又好,鑄造和切削性也好,因此成為了航空工業(yè)不可缺少的材料,被大量的用于飛機等航空部件的制造。最后說(shuō)一句,蘋(píng)果電腦公司的筆記本電腦PowerBook系列,由于使用了制造飛機的材料鎂鋁合金,被Mac電腦用戶(hù)親切的稱(chēng)呼為“飛機”系列。
我形成的鹽類(lèi)化合物明礬,被廣泛的應用作為凈水劑。那是因為明礬在水腫,由于我的高價(jià)離子存在,容易水解生成氫氧化合物。我的氫氧化合物在這種情況下生成時(shí),以膠體(注:膠體是分散相的尺度在10^-9 尺度的溶液)狀態(tài)存在,比表面積大,可以吸附水中的雜質(zhì),達到凈水的目的。
我的三價(jià)離子近年來(lái)被發(fā)現和老年癡呆癥的發(fā)病有關(guān),據說(shuō)我被攝入的過(guò)多,可能導致老年癡呆癥。唉,用我做的鍋碗瓢盆什么的,在使用時(shí)我都會(huì )或多或少的溶出,看來(lái)我連鍋都沒(méi)法做了,準備失業(yè)吧……
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