Страница 218 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

1. Дайте характеристику элемента алюминия, исходя из его положения в Периодической системе.

Характеристика химического элемента алюминия ($Al$) на основании его положения в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева дается по следующему плану:

1. Положение в Периодической системе и строение атома

Алюминий ($Al$) имеет порядковый номер 13. Он расположен в 3-м периоде (малом), в главной подгруппе III группы (или в 13-й группе по современной классификации).

Относительная атомная масса $A_r(Al)$ ≈ 27.

Состав атома:

• Заряд ядра +13, что соответствует 13 протонам ($p^+$) в ядре.
• Число нейтронов ($n^0$) в ядре: $27 - 13 = 14$.
• Число электронов ($e^-$) равно числу протонов: 13.

Поскольку алюминий находится в 3-м периоде, его 13 электронов расположены на трех энергетических уровнях. Распределение электронов по уровням: 2, 8, 3.

Электронная формула атома алюминия: $1s^22s^22p^63s^23p^1$.

На внешнем (валентном) энергетическом уровне находится 3 электрона, что соответствует номеру группы.

2. Характер простого вещества и химические свойства

Алюминий является $p$-элементом. Так как на внешнем уровне у него 3 электрона, он является металлом. Простое вещество алюминий — лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл.

В химических реакциях атом алюминия отдает 3 валентных электрона, проявляя постоянную степень окисления +3.

Алюминий обладает амфотерными свойствами, то есть его простое вещество, оксид и гидроксид реагируют как с кислотами, так и со щелочами.

• Высший оксид — $Al_2O_3$ (оксид алюминия). Это амфотерный оксид.

  Реакция с кислотой: $Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O$

  Реакция со щелочью: $Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]$ (тетрагидроксоалюминат натрия)

• Высший гидроксид — $Al(OH)_3$ (гидроксид алюминия). Это амфотерное основание.

  Реакция с кислотой: $Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

  Реакция со щелочью: $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

• Летучего водородного соединения не образует, так как является металлом.

3. Сравнение свойств с соседними элементами

• В периоде: соседи алюминия — магний ($Mg$) слева и кремний ($Si$) справа. При движении по периоду слева направо радиус атома уменьшается, а электроотрицательность и неметаллические свойства усиливаются. Таким образом, металлические свойства алюминия выражены слабее, чем у магния, но сильнее, чем у кремния.
• В группе: соседи алюминия — бор ($B$) сверху и галлий ($Ga$) снизу. При движении по группе сверху вниз радиус атома увеличивается, а электроотрицательность уменьшается, поэтому металлические свойства усиливаются. Алюминий — активный металл, в то время как бор — неметалл (или металлоид). Металлические свойства алюминия выражены слабее, чем у галлия.

Ответ: Алюминий ($Al$) — химический элемент с порядковым номером 13, расположенный в 3-м периоде, IIIА (13-й) группе Периодической системы. Атом алюминия имеет 13 протонов, 14 нейтронов и 13 электронов, распределенных по трем энергетическим уровням ($1s^22s^22p^63s^23p^1$). Это $p$-элемент, амфотерный металл. В соединениях проявляет степень окисления +3. Его высший оксид $Al_2O_3$ и гидроксид $Al(OH)_3$ являются амфотерными. Металлические свойства алюминия слабее, чем у соседнего элемента по периоду магния ($Mg$), но сильнее, чем у кремния ($Si$). В группе металлические свойства алюминия сильнее, чем у бора ($B$), но слабее, чем у галлия ($Ga$).

2. Почему в XIX в. в России алюминий называли глинием?

Почему в XIX в. в России алюминий называли глинием?

В XIX веке в России для обозначения химического элемента алюминия действительно использовалось название "глиний". Происхождение этого термина напрямую связано с историей открытия и наименования элемента, а также с особенностями формирования научной терминологии в России.

1. Международное название. Современное название "алюминий" (aluminium) происходит от латинского слова alumen, что в переводе означает "квасцы". Квасцы (двойные сульфаты алюминия) были известны с древности и использовались в разных целях. Когда в начале XIX века химики работали над выделением нового металла из этого соединения, они предложили для него название, производное от "alumen". Оксид этого металла получил название "алюмина" (alumina).

2. Российское название. В России в то же время шёл процесс создания собственной научной терминологии. Основным природным сырьём, из которого получали оксид алюминия ($Al_2O_3$), была глина. По этой причине сам оксид алюминия в русской химической традиции получил название "глинозём" (то есть "земля из глины"). Это название является калькой с латинского "alumina".

Следуя этой логике, металл, который теоретически можно было получить из глинозёма, был назван "глиний". Таким образом, в русской терминологии XIX века сложилась своя логическая цепочка: глина → глинозём → глиний.

Этот термин активно использовался в научных трудах российских химиков, например, Германа Гесса. Однако со временем, в процессе унификации химической номенклатуры и интеграции российской науки в мировое сообщество, название "глиний" было вытеснено международным термином "алюминий".

Ответ: В XIX веке в России алюминий называли "глинием", потому что это название было образовано от русского слова "глина" — основного природного источника оксида алюминия, который, в свою очередь, назывался "глинозёмом". Это была попытка создать русскую химическую терминологию по аналогии с международной (alumen → alumina → aluminium).