ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
69
По распространенности (6,6%) Al занимает третье место (после O и Si), а значит,
среди металлов – первое. Остальных р-элементов III группы в природе сравнительно
мало (
64
1010
−−
− %), причем Ga, In и Tl рассеяны (известен лишь редкий минерал
2
CuGaS
) и находятся, главным образом, в полиметаллических рудах. Из отходов их
переработки эти элементы извлекают в виде оксидов. Последние затем восстанавливают
цинком, водородом или электротоком (при электролизе) до металлов.
Физические свойства простых веществ
Кристаллы чистого бора имеют ковалентную решетку, построенную из
двадцатигранников
12
B [1], поэтому прочны
1
, тугоплавки (2550
0
С), но обладают, в
отличие от алмаза (?),
полупроводниковыми свойствами (
55,1E =∆
эВ): при
нагревании до 600
0
С электропроводность бора увеличивается в 100 раз.
Аналоги бора – все
металлы серебристо-белого цвета, пластичны
2
. Прочность
алюминия в 3 раза ниже, чем бора (?), а металлы Ga, In, Ta еще мягче – легко режутся
ножом.
Алюминий имеет высокую электропроводность (
34
=
λ
), поэтому провода из него
все чаще вытесняют медные. Поскольку при равной с ними проводимости (за счет
большей толщины) оказываются в 2 раза легче медных и к тому же дешевле.
При переходе от Al к Ga (а также от In к Ta) λ снижается (?), но
минимальное ее
значение у галлия (
2=λ ). У него же наименьшая в подгруппе т.пл. (29,8
0
С)
3
.
Эти удивительные свойства галлия (которые, кстати, предсказывал
Д.И. Менделеев) объясняются его
как бы молекулярной решеткой (из молекул Ga
2
).
Ибо связи между каждыми
двумя атомами галлия, образованные р-электронами,
прочнее и
короче, чем остальные связи, полученные за счет s-электронов (более
проникающих к ядру и потому менее доступных для образования ХС).
Эта как бы молекулярная решетка при плавлении разрушается (образуется
структура в которой к.ч.=12) и кипит галлий достаточно высоко (при 2205
0
С), как и
другие р-элементы третьей группы. То есть
жидкий галлий существует в широком
диапазоне температур, поэтому используется как теплоноситель в атомных реакторах, а
также для изготовления жидкостных
высокотемпературных термометров.
Производство алюминия. Сплавы
Алюминий в промышленности получают электролизом расплава глинозема в
криолите
63
AlFNa . Добавка последнего к оксиду алюминия в соотношении 12:1 понижает
т.пл. с 2050
0
С до 1000
0
С (отсюда название «криолит», что означает «охладитель»).
Считают, что в расплаве глинозем диссоциирует на катионы AlO
+
и анионы (AlО
2
)
-
.
Последние при электролизе разряжаются на аноде (угольном) с образованием О
2
. А на
катоде (дно электролитической ванны, сделанной тоже из угля), выделяется алюминий
(содержащий 0,3% примесей).
Производство алюминия связано с выбросом в атмосферу многих вредных веществ,
например: HF,
4
SiF
,
62
FC,
x
NO
,
x
SO
,
x
CO
,
SH
2
,
2
CS
, CSO, бенз(а)пирен
1
и др. Часть их
1
По твердости бор уступает лишь алмазу вследствие электронодефицитности, а также неравноценности
расположения атомов бора в решетке.
2
Благодаря пластичности алюминий раскатывается в очень тонкие листы (даже в фольгу толщиной
0,05 мк). Однако при 600
0
С он становится настолько хрупким, что легко растирается в порошок. Это исполь-
зуется для получения «серебряной» краски, ибо алюминий, в отличие от других металлов, сохраняет сереб-
ристый блеск и в мелкодисперсном виде.
3
Значения т.пл. Al и In равны 660
0
C и 156
0
C соответственно.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- …
- следующая ›
- последняя »
