Физические и химические свойства Алюминий — типичный металл, кристаллическая решетка кубическая гранецентрированная, параметр а = 0,40403 нм. Температура плавления чистого металла 660 °C, температура кипения около 2450 °C, плотность 2,6989 г/см3. Температурный коэффициент линейного расширения алюминия около 2,5·10-5 К-1. Стандартный электродный потенциал Al3+/Al –1,663В. Химически алюминий — довольно активный металл. На воздухе его поверхность мгновенно покрывается плотной пленкой оксида Al2О3, которая препятствует дальнейшему доступу кислорода к металлу и приводит к прекращению реакции, что обусловливает высокие антикоррозионные свойства алюминия. Защитная поверхностная пленка на алюминии образуется также, если его поместить в концентрированную азотную кислоту. С остальными кислотами алюминий активно реагирует: 6НСl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2, 3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2. Алюминий реагирует с растворами щелочей. Сначала растворяется защитная оксидная пленка: Al2О3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]. Затем протекают реакции: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2, NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4], или суммарно: 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na[Al(OH)4] + 3Н2, и в результате образуются алюминаты: Na[Al(OH)4] — алюминат натрия (тетрагидроксоалюминат натрия), К[Al(OH)4] — алюминат калия (терагидроксоалюминат калия) или др. Так как для атома алюминия в этих соединениях характерно координационное число 6, а не 4, то действительные формулы указанных тетрагидроксосоединений следующие: Na[Al(OH)4(Н2О)2] и К[Al(OH)4(Н2О)2]. При нагревании алюминий реагирует с галогенами: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3, 2Al + 3 Br2 = 2AlBr3. Интересно, что реакция между порошками алюминия и иода начинается при комнатной температуре, если в исходную смесь добавить несколько капель воды, которая в данном случае играет роль катализатора: 2Al + 3I2 = 2AlI3. Взаимодействие алюминия с серой при нагревании приводит к образованию сульфида алюминия: 2Al + 3S = Al2S3, который легко разлагается водой: Al2S3 + 6Н2О = 2Al(ОН)3 + 3Н2S. С водородом алюминий непосредственно не взаимодействует, однако косвенными путями, например, с использованием алюминийорганических соединений, можно синтезировать твердый полимерный гидрид алюминия (AlН3)х — сильнейший восстановитель. В виде порошка алюминий можно сжечь на воздухе, причем образуется белый тугоплавкий порошок оксида алюминия Al2О3. Высокая прочность связи в Al2О3 обусловливает большую теплоту его образования из простых веществ и алюминия восстанавливать многие металлы из их оксидов, например: 3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe и даже 3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са. Такой получения металлов называют алюминотермией. Амфотерному оксиду Al2О3 соответствует амфотерный гидроксид — аморфное полимерное соединение, не имеющее постоянного состава. Состав гидроксида алюминия может быть передан формулой xAl2O3·yH2O, при изучении химии в школе формулу гидроксида алюминия чаще всего указывают как Аl(OH)3. В лаборатории гидроксид алюминия можно получить в виде студенистого осадка обменными реакциями: Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3Ї + 3Na2SO4, или за счет добавления соды к раствору соли алюминия: 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3Ї + 6NaCl + 3CO2, а также добавлением раствора аммиака к раствору соли алюминия: AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3Ї + 3H2O + 3NH4Cl.
