アルミニウムはほう素のグループの銀白色、柔らかく、非磁性、延性がある金属です。 質量では、アルミニウムは地球の地殻の約8％を占めており、酸素とケイ素に次いで三番目に豊富な元素であり、地殻内で最も豊富な金属であるが、下のマントルではあまり一般的ではない。
民間民間航空機の機体の約70％はアルミニウム合金で作られており、アルミニウムがなければ民間航空は経済的に実行可能ではありません。 アルミニウムは主な鉱石であるボーキサイトから抽出されます。 重要なボーキサイト鉱床は、オーストラリア、カリブ海、アフリカ、中国、南アメリカ全体で発見されています。
アルミニウム中の陽子と中性子
アルミニウムは原子番号13の化学元素であり、核に13個の陽子があることを意味します。 核内の陽子の総数は原子の原子番号と呼ばれ、記号Zが与えられるので、核の総電荷は+Zeであり、e（基本電荷）は1,602×10-19クーロンに等しい。
原子の核内の中性子の総数は、原子の中性子数と呼ばれ、記号Nが与えられます。中性子数プラス原子番号は原子質量数に等しくなります：N+Z=A.中性子数と原子番号の差は、中性子過剰として知られています：D=N–Z=A–2Z。
安定な元素には、通常、さまざまな安定同位体があります。 同位体は同じ原子番号を持ち、したがって同じ元素であるが、中性子の数が異なる核種である。 アルミニウムの典型的な同位体の質量数は27である。
アルミニウムの主な同位体
アルミニウムの同位体のうち、27alのみが安定である。 これは奇数原子番号を持つアルミニウムと一致しています。 27al（安定同位体）と26al（放射性同位体、t1/2=7.2×105y）のみが天然に存在するが、27alはほぼすべての天然アルミニウムを含む。 26al以外は、すべての放射性同位体の半減期は7分未満であり、ほとんどは秒未満である。
アルミニウム-27は13個の陽子、14個の中性子、13個の電子で構成されている。 それは唯一の原始的なアルミニウム同位体、すなわち惑星の形成以来、現在の形で地球上に存在していた唯一のものです。 地球上のほぼすべてのアルミニウムはこの同位体として存在しており、単核種元素
アルミニウム-26は13個の陽子、13個の中性子、13個の電子で構成されている。 Cosmogenic aluminium-26は、月と隕石の研究に最初に適用されました。 隕石の破片は、彼らの親の体から出発した後、宇宙を通過する間に激しい宇宙線の砲撃にさらされ、実質的な26alの生産を引き起こします。 地球に落下した後、大気遮蔽は隕石の破片をさらに26alの生産から保護し、その崩壊を使用して隕石の陸上年齢を決定することができます。
安定同位体
| 同位体 | 存在量 | 中性子数 |
| 27アル | 100% | 14 |
代表的な不安定同位体
| 同位体 | 半減期 | 崩壊 モード | 商品 |
| 26al | 7.17×105y | 陽電子崩壊 | 26mg |
| 28アル | 2.245(5) 分 | ベータ崩壊 | 28si |
電子と電子配置
電気的に中性な原子の電子の数は、核内の陽子の数と同じです。 したがって、アルミニウムの中性原子中の電子の数は13である。 各電子は、原子中の正の核電荷および他の（Z–1）負の電子によって生成される電場によって影響される。
電子の数とその配置は原子の化学的挙動に関与しているため、原子番号は様々な化学元素を識別します。 これらの電子の配置は、量子力学の原理に従う。 各元素の電子殻、特に最も外側の原子価殻内の電子の数は、その化学結合挙動を決定する主な要因である。 周期表では、元素は原子番号Zを増やした順に記載されている。
アルミニウムの電子配置は3s2 3p1である。
可能な酸化状態は次のとおりです-2; -1; +1; +2; +3.
アルミニウム原子は13個の電子を持ち、3s2 3p1の電子配置で配置され、安定な希ガス配置を超えた三つの電子を持つ。 アルミニウムは、多くの化学反応において、その3つの最も外側の電子を比較的容易に降伏させることができる（下記参照）。 アルミニウムの電気陰性度は1.61（ポーリングスケール）である。 すべてのアルミニウム含有鉱物およびすべての商業的に重要なアルミニウム化合物を含む化合物の大部分は、酸化状態3+でアルミニウムを特徴と このような化合物の配位数は様々であるが、一般にＡ Ｌ３＋は６配位または４配位のいずれかである。 アルミニウム(III)のほとんどすべての化合物は無色である。
最も一般的なアルミニウム合金
一般に、6000シリーズのアルミニウム合金はマグネシウムとシリコンと合金化されています。 合金6061は6000のシリーズの最も広く利用された合金の1つです。 それは良好な機械的特性を有し、機械加工が容易であり、溶接可能であり、析出硬化することができるが、2000および7000が到達することができる高強度では 溶接部の強度は低下していますが、非常に良好な耐食性と非常に良好な溶接性を有しています。 6061の機械的特性は、材料の焼戻しまたは熱処理に大きく依存する。 2024合金と比較して、6061は表面がすり減る時でさえより容易に働き、腐食に対して抵抗力がある残ります。
陽子は物質を構成する素粒子の一つです。 宇宙では、陽子は豊富で、すべての目に見える物質の約半分を占めています。 正の電荷（+1e）と1.67262×10—27kg（938.272MeV/c2）に等しい静止質量を持ち、中性子のそれよりわずかに軽いが、電子のそれよりもほぼ1836倍大きい。 陽子の平均二乗半径は約0.87×10–15m、すなわち0.87fmであり、スピンπフェルミオンである。
陽子は典型的な原子の核に存在し、その中性の対応する中性子と一緒に存在する。 一般的に核子と呼ばれる中性子と陽子は、それらが原子の質量の99.9パーセントを占める原子核で一緒に結合されています。 20世紀の高エネルギー素粒子物理学の研究では、中性子も陽子も物質の最小のビルディングブロックではないことが明らかになりました。
中性子は物質を構成する亜原子粒子の一つです。 宇宙では、中性子は豊富で、すべての目に見える物質の半分以上を占めています。 電荷を持たず、静止質量は1.67493×10—27kgであり、陽子のそれよりわずかに大きいが、電子のそれよりもほぼ1839倍大きい。 中性子の平均二乗半径は約0.8×10-15m、すなわち0.8fmであり、スピンπフェルミオンである。
原子核は陽子と中性子で構成されており、陽子は原子核の力によって引き寄せられ、陽子は正の電荷によって電気力によって反発します。 これらの2つの力が競合し、核の様々な安定性につながる。 安定した核を形成する中性子と陽子の特定の組み合わせのみが存在する。
中性子は、陽子と陽子の間の電気的反発を相殺するのに役立つので、核を安定させます。 その結果、陽子の数が増加するにつれて、安定した核を形成するためには陽子に対する中性子の比率が増加する必要がある。 与えられた数の陽子に対して中性子が多すぎたり少なすぎたりすると、得られる核は安定せず、放射性崩壊を受ける。 不安定な同位体は、様々な放射性崩壊経路、最も一般的にはアルファ崩壊、ベータ崩壊、または電子捕獲を介して崩壊する。 自発核分裂や中性子放出など、他の多くのまれなタイプの崩壊が知られている。 これらの崩壊経路の全ては、その後のガンマ線の放出を伴い得ることに留意すべきである。 純粋なアルファまたはベータ崩壊は非常にまれです。
周期表は、その原子番号、電子配置、および化学的性質に基づいて編成された化学元素の表形式の表示です。 電子配置は、原子または分子軌道における原子または分子（または他の物理的構造）の電子の分布である。 異なる原子の電子配置の知識は、元素の周期表の構造を理解するのに有用である。
すべての固体、液体、気体、プラズマは中性またはイオン化された原子で構成されています。 原子の化学的性質は、陽子の数、実際には電子の数および配置によって決定される。 これらの電子の配置は、量子力学の原理に従う。 各元素の電子殻、特に最も外側の原子価殻内の電子の数は、その化学結合挙動を決定する主な要因である。
原子中の電子が基底状態で凝縮するのではなく、異なるエネルギーレベルを占有することを必要とするのはパウリ排除原理です。 多電子原子の基底状態における電子の順序は、最低エネルギー状態（基底状態）から始まり、原子の電子のそれぞれが量子数の一意のセットに割り当てら この事実は、元素の周期表の構築のための重要な意味を持っています。
周期表の左側の最初の二つの列は、sサブシェルが占有されている場所です。 このため、周期表の最初の2つの行にはsブロックというラベルが付けられています。 同様に、pブロックは周期表の右端の6列であり、dブロックは周期表の中央の10列であり、fブロックは通常周期表の本体から切り離されて描かれている14列のセクションである。 それは本体の一部である可能性がありますが、周期表はかなり長くて面倒です。
多くの電子を持つ原子の場合、この表記は長くなる可能性があるため、省略された表記が使用されます。 電子配置は、前周期の希ガスに相当するコア電子と、価電子（例えばバリウムの場合は6s2）として可視化することができる。
酸化状態
酸化状態は、典型的には、正、ゼロ、または負であり得る整数で表されます。 ほとんどの元素は、複数の可能な酸化状態を有する。 例えば、炭素は-4から+4までの9つの可能な整数酸化状態を有する。
酸化状態の現在のIUPACゴールドブックの定義は次のとおりです:
“原子の酸化状態は、その異核結合のイオン近似後のこの原子の電荷である…”
と酸化数という用語はほぼ同義です。 他の異なる元素と結合されていない元素は、0の酸化状態を有する。 酸化状態0は、すべての要素について発生します–それは単にその元素の形の要素です。 それが除去された電子を持っていた場合、化合物中の元素の原子は、正の酸化状態を有することになります。 同様に、電子を加えると負の酸化状態になります。 我々はまた、すべての元素の可能性のある酸化状態と一般的な酸化状態を区別しています。 例えば、シリコンは-4から+4までの9つの可能な整数酸化状態を有するが、-4、0および+4のみが一般的な酸化状態である。
まとめ
| エレメント | アルミニウム |
| 陽子の数 | 13 |
| 中性子の数（典型的な同位体) | 27 |
| 電子の数 | 13 |
| 電子配置 | 3s2 3p1 |
| 酸化状態 | -2; -1; +1; +2; +3 |
