알루미늄은 붕소 그룹에 있는 은백색,연약한,비자성의,연성이 있는 금속입니다. 질량에 의하여,알루미늄은 지구의 빵 껍질의 대략 8%를 구성합니다;아래 맨틀에서 보다 적게 일반적이더라도,산소와 실리콘 및 빵 껍질에 있는 가장 풍부한 금속 후에 제 3 의 가장 풍부한 성분입니다.
상업용 민간 항공기 기체의 약 70%는 알루미늄 합금으로 만들어지며 알루미늄 민간 항공이 없으면 경제적으로 실행 가능하지 않습니다. 알루미늄은 주요 광석,보크 사이트에서 추출됩니다. 중요한 보크 사이트 예금은 호주,카리브해,아프리카,중국 및 남미 전역에서 발견됩니다.
알루미늄의 양성자와 중성자
알루미늄은 원자 번호가 13 인 화학 원소로 핵에 13 개의 양성자가 있음을 의미합니다. 핵의 총 양성자 수는 원자의 원자 번호라고하며 기호가 주어진다 지.따라서 핵의 총 전기 요금은+’제,여기서 이자형(기본 요금)에 해당 1,602 엑스 10-19 쿨롱.
원자핵의 총 중성자 수는 원자의 중성자 수라고하며 기호가 주어진다 엔.중성자 수 더하기 원자 번호는 원자 질량 번호와 같습니다 엔+지=에이.
안정한 원소의 경우 일반적으로 다양한 안정한 동위 원소가 있습니다. 동위 원소는 원자 번호가 동일하므로 동일한 원소이지만 중성자 수가 다른 핵종입니다. 알루미늄의 전형적인 동위 원소의 질량 수는 27 입니다.
알루미늄의 주요 동위 원소
알루미늄 동위 원소의 27 만 안정하다. 이 홀수 원자 번호를 갖는 알루미늄과 일치한다. 27(안정 동위 원소)및 26(방사성 동위 원소,티 1/2=7.2 와이 105 와이)자연적으로 발생하지만 27 은 거의 모든 천연 알루미늄을 포함합니다. 26 을 제외하고 모든 방사성 동위 원소는 반감기가 7 분 미만이며 대부분은 1 초 미만입니다.
알루미늄-27 은 13 개의 양성자,14 개의 중성자 및 13 개의 전자로 구성됩니다. 그것은 유일한 원시 알루미늄 동위 원소,즉 행성의 형성 이후 현재의 형태로 지구에 존재 한 유일한 것입니다. 지구상의 거의 모든 알루미늄은이 동위 원소로 존재하며,이는 단 핵종 원소
알루미늄-26 은 13 개의 양성자,13 개의 중성자 및 13 개의 전자로 구성됩니다. 우주 제성 알루미늄-26 은 달과 운석 연구에 처음 적용되었습니다. 운석 조각은 부모 몸에서 출발 한 후 우주를 여행하는 동안 강렬한 우주 광선 폭격에 노출되어 상당한 26 의 생산을 유발합니다. 지구로 떨어지는 후,대기 차폐는 운석 조각을 더 많은 26 생산으로부터 보호하고,그 붕괴는 운석의 지상 나이를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
안정 동위 원소
| 동위 원소 | 풍부 | 중성자 수 |
| 27 | 100% | 14 |
전형적인 불안정한 동위 원소
| 동위 원소 | 반감기 | 붕괴 모드 | 제품 |
| 26 | 7.17 | 양전자 붕괴 | 26 마그네슘 |
| 28 일 | 2.245(5) 최소 | 베타 붕괴 | 28 시 |
전자 및 전자 구성
전기 중성 원자의 전자 수는 핵의 양성자 수와 동일합니다. 그러므로,알루미늄의 중립 원자에 있는 전자의 수는 13 입니다. 각 전자는 양의 핵 전하에 의해 생성 된 전기장과 원자의 다른(지–1)음의 전자에 의해 영향을받습니다.
전자의 수와 그 배열은 원자의 화학적 거동을 담당하기 때문에 원자 번호는 다양한 화학 원소를 식별합니다. 이 전자의 구성은 양자 역학의 원리에서 따릅니다. 각 원소의 전자 껍질,특히 가장 바깥 쪽 원자가 껍질에있는 전자의 수는 화학 결합 거동을 결정하는 주요 요소입니다. 주기율표에서 원소는 원자 번호가 증가하는 순서로 나열되어 있습니다.
가능한 산화 상태는 다음과 같습니다 -2; -1; +1; +2; +3.
알루미늄 원자는 13 개의 전자를 가지고 있으며,3 의 전자 구성으로 배열되어있다. 알루미늄은 많은 화학 반응에서 가장 바깥 쪽의 3 개의 전자를 비교적 쉽게 항복 할 수 있습니다(아래 참조). 알루미늄의 전기 음성도는 1.61(폴링 스케일)입니다. 모든 알루미늄 함유 미네랄 및 상업적으로 중요한 모든 알루미늄 화합물을 포함한 대다수의 화합물은 산화 상태 3+의 알루미늄을 특징으로합니다. 이러한 화합물의 배위 수는 다양하지만 일반적으로 알 3+는 6 또는 4 좌표입니다. 거의 모든 알루미늄 화합물은 무색입니다.
가장 일반적인 알루미늄 합금
일반적으로 6000 시리즈 알루미늄 합금은 마그네슘 및 실리콘과 합금됩니다. 합금 6061 은 6000 시리즈에서 가장 널리 사용되는 합금 중 하나입니다. 그것에는 좋은 기계적 성질이 있습니다,기계로 가공하는 것은 쉽습니다,결합시킬 수 있고,강하게 한 강수,그러나 2000 년과 7000 가 도달할 수 있는 높은 힘에 아닙니다 일 수 있습니다. 그것은 용접 영역에서 강도가 감소하지만 매우 우수한 내식성과 매우 우수한 용접성을 가지고 있습니다. 6061 의 기계적 성질은 물자의 성미,또는 열처리에,매우 달려 있습니다. 2024 합금에 비해 6061 은 더 쉽게 작업 할 수 있으며 표면이 마모 된 경우에도 부식에 강합니다.
양성자는 물질을 구성하는 아 원자 입자 중 하나입니다. 우주에서는 양성자가 풍부하여 모든 가시 물질의 약 절반을 차지합니다. 중성자보다 약간 가볍지만 전자보다 거의 1836 배 더 크다. 양성자는 약 0.87 의 평균 제곱 반경을 가지고 있습니다.
양성자는 중성자 인 중성자와 함께 전형적인 원자의 핵에 존재합니다. 일반적으로 핵자라고 불리는 중성자와 양성자는 원자 핵에서 함께 결합되어 원자 질량의 99.9%를 차지합니다. 20 세기 고에너지 입자물리학의 연구는 중성자도 양성자도 물질의 가장 작은 빌딩 블록이 아니라는 것을 밝혀냈다.
중성자는 물질을 구성하는 아 원자 입자 중 하나입니다. 우주에서는 중성자가 풍부하여 보이는 모든 물질의 절반 이상을 차지합니다. 그것은 전하와 나머지 질량은 1.67493 10-27 킬로그램—양성자보다 소폭 크지 만 전자보다 거의 1839 배 더 큽니다. 중성자는 약 0.8 의 평균 제곱 반경을 가지고 있습니다.
원자핵은 양성자와 중성자로 구성되며,양성자는 양전하에 의해 전기력을 통해 서로 격퇴한다. 이 두 힘은 경쟁하여 다양한 핵 안정성을 이끌어냅니다. 안정적인 핵을 형성하는 중성자와 양성자의 특정 조합 만 있습니다.
중성자는 서로 양성자를 끌어 들이기 때문에 핵을 안정화시켜 양성자 사이의 전기적 반발을 상쇄합니다. 그 결과,양성자의 수가 증가함에 따라,안정된 핵을 형성하기 위해서는 양성자에 대한 중성자의 증가 비율이 필요하다. 주어진 수의 양성자에 대해 너무 많거나 너무 적은 중성자가있는 경우,그 결과 핵은 안정적이지 않으며 방사성 붕괴를 겪습니다. 불안정한 동위 원소는 다양한 방사성 붕괴 경로,가장 일반적으로 알파 붕괴,베타 붕괴 또는 전자 포획을 통해 붕괴됩니다. 자연 분열 또는 중성자 방출과 같은 다른 많은 희귀 유형의 붕괴가 알려져 있습니다. 이러한 모든 붕괴 경로는 감마 방사선의 후속 방출을 동반 할 수 있다는 점에 유의해야합니다. 순수한 알파 또는 베타 붕괴는 매우 드뭅니다.
주기율표는 원자 번호,전자 구성 및 화학적 특성에 기초하여 구성된 화학 원소의 표 형식으로 표시됩니다. 전자 구성은 원자 또는 분자 궤도에서 원자 또는 분자(또는 다른 물리적 구조)의 전자 분포입니다. 다른 원자의 전자 구성의 지식은 요소의 주기율표의 구조를 이해하는 데 유용합니다.
모든 고체,액체,기체 및 플라즈마는 중성 또는 이온화 된 원자로 구성됩니다. 원자의 화학적 성질은 양성자의 수,사실 전자의 수와 배열에 의해 결정됩니다. 이 전자의 구성은 양자 역학의 원리에서 따릅니다. 각 원소의 전자 껍질,특히 가장 바깥 쪽 원자가 껍질에있는 전자의 수는 화학 결합 거동을 결정하는 주요 요소입니다.
원자의 전자가 다른 에너지 레벨을 차지하도록 요구하는 것은 파울리 배제 원리이며,모두 접지 상태에서 응축됩니다. 다중 전자 원자의 접지 상태에서 전자의 순서,가장 낮은 에너지 상태로 시작(접지 상태)원자의 전자의 각 양자 숫자의 고유 한 집합을 할당 할 때까지 에너지 규모까지 거기에서 점진적으로 이동. 이 사실은 요소의 주기율표의 구축에 대한 주요 의미를 가지고있다.
주기율표의 왼쪽에있는 처음 두 열은 서브 쉘이 차지하는 곳입니다. 이 때문에 주기율표의 처음 두 행에는 블록이 표시됩니다. 마찬가지로,피 블록은 주기율표의 가장 오른쪽 여섯 열이며,디 블록은 주기율표의 중간 10 열이며,에프 블록은 일반적으로 주기율표의 본체에서 분리 된 것으로 묘사 된 14 열 섹션입니다. 그것은 본체의 일부가 될 수 있지만 주기율표는 오히려 길고 성가신 것입니다.
전자가 많은 원자의 경우이 표기법이 길어질 수 있으므로 축약 된 표기법이 사용됩니다. 전자 구성은 이전 기간의 고귀한 가스와 동등한 핵심 전자 및 원자가 전자(예:바륨의 경우 6 초 2)로 시각화 할 수 있습니다.
산화 상태
산화 상태는 일반적으로 양수,0 또는 음수일 수 있는 정수로 표시됩니다. 대부분의 원소는 하나 이상의 가능한 산화 상태를 가지고 있습니다. 예를 들어,탄소는-4 에서+4 까지 9 개의 가능한 정수 산화 상태를 가지고 있습니다.
현재 아이우팩 골드 북 산화 상태의 정의는 다음과 같습니다:
“원자의 산화 상태는 이종 핵 결합의 이온 근사 후이 원자의 전하입니다…”
및 용어 산화 수는 거의 동의어입니다. 다른 다른 원소와 결합되지 않은 원소의 산화 상태는 0 입니다. 산화 상태 0 은 모든 원소에 대해 발생합니다–단순히 원소 형태의 원소입니다. 화합물에 있는 성분의 원자는 제거된 전자가 있는 경우에 긍정적인 산화 국가가 있을 것입니다. 마찬가지로 전자를 추가하면 음의 산화 상태가 발생합니다. 우리는 또한 모든 요소의 가능한 산화 상태와 일반적인 산화 상태를 구별합니다. 예를 들어,실리콘은-4 에서+4 까지 9 개의 가능한 정수 산화 상태를 가지지 만 -4,0 및+4 만이 일반적인 산화 상태입니다.
요약
| 성분 | 알루미늄 |
| 양성자의 수 | 13 |
| 중성자 수(전형적인 동위 원소) | 27 |
| 전자의 수 | 13 |
| 전자 구성 | 3 초 2 3 초 1 |
| 산화 상태 | -2; -1; +1; +2; +3 |
