El aluminio es un metal dúctil blanco plateado, blando, no magnético en el grupo del boro. En masa, el aluminio constituye aproximadamente el 8% de la corteza terrestre; es el tercer elemento más abundante después del oxígeno y el silicio y el metal más abundante en la corteza, aunque es menos común en el manto inferior.
Aproximadamente el 70% de los fuselajes de aeronaves civiles comerciales están hechos de aleaciones de aluminio, y sin aluminio la aviación civil no sería económicamente viable. El aluminio se extrae del mineral principal, la bauxita. Importantes depósitos de bauxita se encuentran en Australia, el Caribe, África, China y América del Sur.
Protones y Neutrones en Aluminio
El aluminio es un elemento químico con número atómico 13, lo que significa que hay 13 protones en su núcleo. El número total de protones en el núcleo se llama el número atómico del átomo y se le da el símbolo Z. La carga eléctrica total del núcleo es, por lo tanto, +Ze, donde e (carga elemental) es igual a 1.602 x 10-19 culombios.
El número total de neutrones en el núcleo de un átomo se llama el número de neutrones del átomo y se le da el símbolo N. El número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica: N+Z=A. La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como exceso de neutrones: D = N – Z = A – 2Z.
Para elementos estables, generalmente hay una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de los isótopos típicos de aluminio son 27.
Isótopos principales de aluminio
De isótopos de aluminio, solo 27Al es estable. Esto es consistente con el aluminio que tiene un número atómico impar. Solo el 27Al (isótopo estable) y el 26Al (isótopo radiactivo, t1/2 = 7,2×105 y) ocurren naturalmente, sin embargo, el 27Al comprende casi todo el aluminio natural. Aparte del 26Al, todos los radioisótopos tienen semividas inferiores a 7 minutos, la mayoría inferiores a un segundo.
El aluminio-27 está compuesto por 13 protones, 14 neutrones y 13 electrones. Es el único isótopo primordial de aluminio, es decir, el único que ha existido en la Tierra en su forma actual desde la formación del planeta. Casi todo el aluminio en la Tierra está presente como este isótopo, lo que lo convierte en un elemento mononuclídico
El aluminio-26 está compuesto de 13 protones, 13 neutrones y 13 electrones. El aluminio cosmogénico-26 se aplicó por primera vez en estudios de la Luna y los meteoritos. Los fragmentos de meteoritos, después de la salida de sus cuerpos padres, están expuestos a intensos bombardeos de rayos cósmicos durante su viaje a través del espacio, causando una producción sustancial de 26Al. Después de caer a la Tierra, el blindaje atmosférico protege los fragmentos de meteorito de la producción de 26Al, y su descomposición puede usarse para determinar la edad terrestre del meteorito.
los Isótopos Estables
| Isótopo | Abundancia | Número de Neutrones |
| 27Al | 100% | 14 |
Típico de los Isótopos Inestables
| Isótopo | vida Media | Caries En el modo | Producto |
| 26Al | 7.17×105 y | decaimiento de positrones | 26Mg |
| 28Al | 2.245(5) min | de la desintegración beta | 28Si |
Los electrones y los Electrones de Configuración
El número de electrones en un eléctricamente átomo neutro es igual al número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de aluminio es de 13. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.
Dado que el número de electrones y su disposición son responsables del comportamiento químico de los átomos, el número atómico identifica los diversos elementos químicos. La configuración de estos electrones sigue los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.
La configuración electrónica del aluminio es 3s2 3p1.
Los posibles estados de oxidación son -2; -1; +1; +2; +3.
Un átomo de aluminio tiene 13 electrones, dispuestos en una configuración electrónica de 3s2 3p1, con tres electrones más allá de una configuración estable de gas noble. El aluminio puede entregar con relativa facilidad sus tres electrones más externos en muchas reacciones químicas (véase más abajo). La electronegatividad del aluminio es de 1,61 (escala de Pauling). La gran mayoría de los compuestos, incluidos todos los minerales que contienen aluminio y todos los compuestos de aluminio de importancia comercial, presentan aluminio en estado de oxidación 3+. El número de coordinación de dichos compuestos varía, pero generalmente Al3 + es de seis o cuatro coordenadas. Casi todos los compuestos de aluminio (III) son incoloros.
La aleación de aluminio más común
En general, las aleaciones de aluminio de la serie 6000 están aleadas con magnesio y silicio. La aleación 6061 es una de las aleaciones más utilizadas de la serie 6000. Tiene buenas propiedades mecánicas, es fácil de mecanizar, es soldable y se puede endurecer por precipitación, pero no a las altas resistencias que 2000 y 7000 pueden alcanzar. Tiene muy buena resistencia a la corrosión y muy buena soldabilidad, aunque resistencia reducida en la zona de soldadura. Las propiedades mecánicas de 6061 dependen en gran medida del temple o tratamiento térmico del material. En comparación con la aleación 2024, la 6061 se trabaja más fácilmente y sigue siendo resistente a la corrosión incluso cuando la superficie está desgastada.
Un protón es una de las partículas subatómicas que constituyen la materia. En el universo, los protones son abundantes, constituyendo aproximadamente la mitad de toda la materia visible. Tiene una carga eléctrica positiva (+1e) y una masa de reposo igual a 1,67262 × 10-27 kg (938,272 MeV/c2), ligeramente más ligera que la del neutrón, pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrado medio de aproximadamente 0,87 × 10-15 m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín–½.
Los protones existen en los núcleos de átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados nucleones, están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón no son el bloque de construcción más pequeño de la materia.
Un neutrón es una de las partículas subatómicas que constituyen la materia. En el universo, los neutrones son abundantes, constituyendo más de la mitad de toda la materia visible. No tiene carga eléctrica y una masa de reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, ligeramente mayor que la del protón, pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrado medio de aproximadamente 0,8×10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín -½.
Los núcleos atómicos consisten en protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de la fuerza nuclear, mientras que los protones se repelen entre sí a través de la fuerza eléctrica debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a varias estabilidad de los núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman núcleos estables.
Los neutrones estabilizan el núcleo, porque se atraen entre sí y los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones, se necesita una proporción creciente de neutrones a protones para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre desintegración radiactiva. Los isótopos inestables se desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de la consiguiente emisión de radiación gamma. Los decaimientos alfa o beta puros son muy raros.
La tabla periódica es una presentación tabular de los elementos químicos organizados en función de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la configuración electrónica de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.
Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto de átomos neutros o ionizados. Las propiedades químicas del átomo están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la disposición de los electrones. La configuración de estos electrones sigue los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.
Es el principio de exclusión de Pauli que requiere que los electrones en un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrónicos, comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hasta la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.
Las dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde se ocupan las subcapas s. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica están etiquetadas como el bloque s. Del mismo modo, el bloque p son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el bloque d es las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el bloque f es la sección de 14 columnas que normalmente se representa como separada del cuerpo principal de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero entonces la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.
Para átomos con muchos electrones, esta notación puede volverse larga, por lo que se usa una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones centrales, equivalentes al gas noble del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, 6s2 para el bario).
Estados de oxidación
Los estados de oxidación se representan típicamente por enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un estado de oxidación posible. Por ejemplo, el carbono tiene nueve estados de oxidación enteros posibles de -4 a +4.
La definición actual del libro de oro de la IUPAC del estado de oxidación es:
«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares
y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con otros elementos diferentes tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos, es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones resulta en un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve estados de oxidación enteros posibles de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.
Resumen
| Elemento | Aluminio |
| Número de protones | 13 |
| Número de neutrones (isótopos típicos) | 27 |
| Número de electrones | 13 |
| Configuración electrónica | 3s2 3p1 |
| Estados de oxidación | -2; -1; +1; +2; +3 |
