Химична структура на Al2O3

Тук се включват елементите B, Al, Ga, In, Ti. В най-външният квантов слой се намират 3 електрона, разпределени в ns2np1 (n-поредният номер на периода). P-електронът е несвързан, лесно се "отцепва" и това определя + 1 валентност на елементите. Но съединенията в това стъпало са нетрайни. При възможността един s-електрон да премине в p-подравнище се получава конфигурацията ns1np2, която определя тривалентното стъпало на тези елементи. В реда B-Ti електроннодонорната функция се увеличава, тоест металният характер се засилва, но не и "монотонно", а с известно "забавяне" при прехода Ga-Ti. Във връзка с това киселинните и основни свойства на окисите и хидроокисите не се изменят равномерно. В реда Al-Ga са налице амфотерни окиси и хидроокиси. От B към Ti трайността на тривалентните съединения намалява за сметка на едновалентните, а Ga има много ниска температура на топене (30 градуса по Целзий).

 

Алуминий

Al-26,98; Z=13.

Алуминият е най-разпространеният метал в земната кора (около 7,5%) изключително под формата на минерали: Al2O3 - корунд, сапфир, рубин, шмиргел, Na3AlF6-криолит, Al2O3.xH2O-боксит. Участва в сложните силикати - ортоклаз, слюда, глина, каолин и прочие.

Получава се при електролизата на стопилка от Al2O3 и криолит. Сребърнобял, лек, ковък, разтеглив метал с относителна плътност 2,70, тоест 660 градуса по Целзий и температура на кипене 2270 градуса по Целзий. От него се изготвя днешният станиол. При обикновена температура е устойчив, тъй като окисната покривка от Al2O3 добре го блокира и пази метала. Ако отпадне чрез механично разтриване с живак, алуминият бързо се окислява на въздуха при значителен екзотермичен ефект. При обикновена температура дори разлага и водата. Благодарение на покривката на Al2O3, както е известно, алуминиевите съдове, детайли и прочие не могат да се запояват с обикновения припой. Разтваря се в киселини, а в основите се получават, както при цинка (цинкати), алуминати.

Студената HNO3 не го атакува, а го пасивира - окислява го до окис, който прекъсва директния допир между киселината и метала. Сгрят на въздуха при висока температура изгаря с ослепителна светлина, като се отделя голямо количество топлина. Свойството му енергитично да се свързва с кислорода, дори да го извлича от окисите, се използва за получаване на някои метали - алуминотермия, частен случай при металотермията. По електро- и топлопроводност е на четвърто място след среброто. Реагира буйно с халогенните елементи, при съответни условия с S, Se и други. Сплавя се с много метали.

Намира широка употреба. Най-големите консуматори са авиационанта и автомобилната промишленост. Сплавите му са леки, яки и твърди - дуралуминий (Al, Cu, Mg и Mn), магналий (Al и Mg), хидроналий и прочие. От него се изготвят кухненски изделия, електропроводници и други. Употребява се още във военното дело (като огледало той напълно отразява ултравиолетовата светлина), в кондензаторната промишленост, за запалителни бомби, в металургията като редуктор и прочие.

Двуалуминиев триокис (диалуминиев триоксид - Al2O3)

Като минерал, добре оформен, безцветен кристал - корунд, червено обагрен - рубин, синьо оцветен - сапфир, силно замърсеният с железни руди и други окиси - шмиргел. Изкуствено получен, е бял прах с относителна плътност 3,96 и температура на топене над 2 000 градуса по Целзий. Пресно получен, разтваря се в киселини и основи (получават се алуминати), но ако се сгрее при висока температура продължително време, практически не се разтваря и губи реакционноспособността си.

Употребява се за полиране, шлифоване (шмиргела), като огнеупор, в стругарството, във фината механика за лагери на точни инструменти (рубина), за грамофонни игли (сапфира), в бижутерията и прочие. Върху основата на рубиновия кристал бе изграден оптичният квантов генератор (лазерът).

Стипци

Под названието обикновена стипца се разбира съставът K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. Той представлява безцветни едри кристали с възкисел, стипчив вкус. При нагряване се обезводнява и се получава така наречената печена стипца. Тази калиево-алуминиева стипца се употребява при дъбенето на кожи, в багрилната техника, хартиената промишленост, в медицината, като кръвоспиращо средство при малки порязвания и прочие.

Обикновената стипца е частен случай от двойните соли-стипци с обща молекула M12SO4.M23(SO4)3.24H2O, където M' е едновалентен метал. K, Na, Rb, Cs или групата NH4+, а М3 тривалентен метал - Al, Cr, Fe и прочие. Стипците не са комплексни съединения, въпреки че са формирани по механизма на тези съединения. Всички стипци са октаедрични кристали и са изоморфни помежду си.