Wie viele Valenzelektronen hat Aluminium?

Aluminium ist das 13. Element im Periodensystem. Aluminium ist das Element der Gruppe 13. Sein Symbol ist Al. Aluminium geht durch seine Valenzelektronen Bindungen ein. Dieser Artikel behandelt ausführlich die Valenzelemente für Aluminium. Aluminiumm ist ein Übergangsmetall innerhalb der Borgruppe. Wie diese Gruppe bildet sie hauptsächlich Verbindungen in der Oxidationsstufe +3. Aluminium ist das häufigste metallische Element in der Erdkruste und auch das am häufigsten verwendete Nichteisenmetall. Aluminium kommt aufgrund seiner chemischen Aktivität nicht in seiner metallischen Form vor. Seine Verbindungen sind jedoch in fast allen Gesteinen und Pflanzen zu finden.

Geschichten

In magmatischen Gesteinen findet sich Aluminium hauptsächlich in Alumosilikaten innerhalb von Feldspäten und Feldspathoiden und Glimmer. Es kann auch in daraus gewonnenen Böden als Ton und nach weiterer Verwitterung als Bauxit oder eisenhaltiger Larit gefunden werden. Die Hauptquelle für Aluminium findet sich in magmatischen Gesteinen als Alumosilikate in Feldspäten, Feldspathoiden und Glimmer; in dem von ihnen als Ton abgeleiteten Boden; und bei weiterer Verwitterung als Bauxit oder eisenreicher Laterit. Andere Edelsteine ​​enthalten ebenfalls Aluminium, darunter Topas und Granat. Alunit, Kryolith sind zwei der wichtigsten Aluminiummineralien.

Der dänische Physiker Hans Christian Orsted isolierte Rohaluminium (1825) durch Reduktion von Aluminiumchlorid und einer Kaliumlegierung. Sir Humphry Davy, ein britischer Chemiker, hatte (1809) eine Eisen- und Aluminiumlegierung durch Elektrolyse von geschmolzenem Aluminiumoxid (Aluminiumoxid) hergestellt und dem Element zuvor einen Namen gegeben. Friedrich Wöhler aus Deutschland stellte Aluminiumpulver (1827) und kleine Kügelchen (1845) unter Verwendung von Kaliummetall als Reduktionsmittel her. Daraus konnte er einige Eigenschaften des Metalls bestimmen.

Verwendet

Aluminium kann in vielen Produkten verwendet werden, darunter Aluminiumfolien, Küchenutensilien und Fensterrahmen. Die einzigartigen Eigenschaften von Aluminium machen es so beliebt. Es hat eine geringe Dichte, ist ungiftig und hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Es kann auch leicht gegossen, bearbeitet und geformt werden. Es ist auch nicht magnetisch und es funkelt nicht. Es ist das am zweithäufigsten formbare und am sechsthäufigsten duktile Metall.

Da Aluminium nicht sehr stark ist, wird es oft als Legierung verwendet. Aluminiumlegierungen aus Mangan und Magnesium sowie Silizium sind leicht, aber sehr stark. Diese Legierungen sind für den Bau von Flugzeugen und anderen Transportmitteln von entscheidender Bedeutung. Aluminium bildet eine reflektierende Beschichtung, die Licht und Wärme reflektiert, wenn es im Vakuum verdampft wird. Es verschlechtert sich nicht wie eine silberbeschichtete Beschichtung. Aluminium ist ein ausgezeichneter elektrischer Leiter und wird häufig in elektrischen Übertragungsleitungen verwendet. Aluminium ist günstiger als Kupfer und in Leitern doppelt so effizient wie Kupfer.

Position von Aluminium im Periodensystem

Biologische Rolle

Aluminium hat keine biologische Funktion. In seiner löslichen +3-Form ist es für Pflanzen toxisch. Saure Böden machen fast die Hälfte des Ackerlandes auf der Erde aus. Die Säure beschleunigt die Freisetzung von Al3+-Mineralien. Das Al3+ kann von Pflanzen aufgenommen werden, was zu geringeren Erträgen führt. Aluminium kann sich im Körper anreichern. Ein Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit (seniler Gedächtnisverlust) wurde vermutet, aber nicht bewiesen.

Die Menge an Aluminium in unserer Nahrung wird nur von unserem Körper aufgenommen. Außer beim Kochen mit säurehaltigen Lebensmitteln wie Rhabarber erhöht die Verwendung von Aluminiumpfannen zum Kochen unsere Aufnahme nicht. Reines Aluminiumhydroxid wird manchmal in Tabletten gegen Verdauungsstörungen verwendet.

Gesundheitliche Auswirkungen von Aluminium

Aluminium ist sowohl eines der am häufigsten verwendeten Metalle als auch eine der häufigsten Verbindungen, die in der Erdkruste vorkommen. Aluminium wird aufgrund dieser Tatsachen oft als unschuldige Verbindung bezeichnet. Ein hoher Aluminiumgehalt kann jedoch zu gesundheitlichen Problemen führen. Diese schädlichen Wirkungen werden durch die aluminiumlösliche Form verursacht. Sie werden als Ionen bezeichnet. Diese Partikel werden häufig in Aluminiumlösungen gefunden, die andere Ionen wie Aluminiumchlor enthalten.

Natürliche Fülle

Aluminium (8,1%) ist das häufigste Metall in der Erdkruste, aber es kommt selten ungebunden in der Natur vor. Es kann in Mineralien wie Bauxit oder Kryolith gefunden werden. Aluminiumsilikate sind diese Mineralien. Das Hall-Heroult-Verfahren ist die gebräuchlichste Methode zur Gewinnung von Aluminium. Bei diesem Verfahren wird Aluminiumoxid in geschmolzenem Kryolith gelöst und anschließend elektrolytisch zu reinem Aluminium reduziert. Die Aluminiumherstellung ist extrem energieintensiv. Die Aluminiumproduktion verbraucht 5 % des in den USA produzierten Stroms.

Die Umweltwirkungen von Aluminium

Wir bemerken die Wirkung von Aluminium vor allem wegen seiner säuernden Eigenschaften. Aluminium kann sich in Pflanzen anreichern, was zu gesundheitlichen Problemen für Tiere führen kann, die diese Pflanzen fressen. Versauerte Seen haben die höchsten Aluminiumkonzentrationen. Diese Seen haben aufgrund der Reaktionen von Aluminiumionen und Proteinen in den Kiemen und Embryonen von Fröschen eine abnehmende Anzahl von Amphibien und Fischen.
Hohe Aluminiumkonzentrationen können negative Auswirkungen auf Fische sowie Vögel und andere Tiere haben, die kontaminierte Fische und Insekten fressen, sowie Tiere, die aluminiumhaltige Luft einatmen.

Isotope

Aluminium-27, das einzige natürlich vorkommende Aluminiumisotop, ist das einzige. Ein Element kann aus mehreren Formen bestehen, die Isotope genannt werden. Die Massenzahl der Isotope unterscheidet sie voneinander. Die Massenzahl des Elements wird durch die Zahl rechts neben seinem Namen angegeben. Die Massenzahl ist die Summe aller Protonen und Neutronen, die sich im Kern eines Elements befinden. Während die Anzahl der Protonen des Elements am wichtigsten ist, kann die Anzahl der Neutronen innerhalb eines Atoms ebenfalls variieren. Jede Variation wird als Isotop bezeichnet.

Was sind die Valenzelektronen für Aluminium (Al)?

Aluminium ist das zweite Element in Gruppe 13. Das Valenzelektron bezieht sich auf die Anzahl der Elektronen, die auf der endgültigen Umlaufbahn verbleiben. Die Valenzelektronen sind die Anzahl der Elektronen, die in der Schale verbleiben, nachdem die Elektronenkonfiguration abgeschlossen ist. Die Eigenschaften eines Elements werden durch die Valenzelektronen bestimmt. Sie beteiligen sich auch an der Bildung von Bindungen. Aluminium (Al) ist das dreizehnte Element im Periodensystem. Das Atom eines Aluminiumelements enthält dreizehn Elektronen. Auf dieser Seite gibt es einen Artikel, der die Elektronenkonfiguration für Aluminium (Al) erklärt. Sie können es bei Bedarf lesen.

Wie viele Elektronen, Protonen und Neutronen enthält Aluminium (Al)?

Der Kern befindet sich in der Mitte eines Atoms. Der Kern enthält Protonen und Neutronen. Die Ordnungszahl für Aluminium ist 13. Die Anzahl der Protonen im Aluminium wird als Ordnungszahl bezeichnet. Die Anzahl der in Aluminium (Al) gefundenen Protonen beträgt dreizehn. Der Kern enthält eine Elektronenhülle, die kreisförmig ist und Protonen enthält, die ihnen gleich sind. Das bedeutet, dass ein Aluminiumatom insgesamt dreizehn Elektronen haben kann.

Die Differenz zwischen der Zahl der Atome und der Zahl der Atommassen bestimmt die Zahl der Neutronen in einem Element. Das bedeutet, dass Neutronenzahl (n) = Atommasse (A) + Ordnungszahl (Z).

Wir wissen, dass 13 die Ordnungszahl für Aluminium und 27 die Atommassenzahl ist. Neutron (n) = 27 – 13 = 14. Die Anzahl der in Aluminium (Al) gefundenen Neutronen ist daher 14.

Valenz ist die Fähigkeit eines Atoms eines chemischen Elements, eine bestimmte Anzahl chemischer Bindungen mit anderen Atomen einzugehen. Es nimmt Werte von 1 bis 8 an und kann nicht gleich 0 sein. Es wird durch die Anzahl der Elektronen bestimmt, die ein Atom verbraucht, um chemische Bindungen mit einem anderen Atom zu bilden. Die Valenz ist ein reeller Wert. Numerische Wertigkeiten werden mit römischen Ziffern angegeben (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Wie berechnet man die Zahl der Valenzelektronen in einem Aluminium(Al)-Atom?

Dies sind die Schritte zur Bestimmung des Valenzelektrons. Eine davon ist die Elektronenkonfiguration. Ohne eine Elektronenkonfiguration ist es unmöglich, die Wertigkeit eines Elements zu bestimmen. Es ist einfach, die Wertigkeit eines beliebigen Elements zu bestimmen, indem man die Elektronenkonfiguration kennt. Diese Seite hat einen Artikel, der die Elektronenanordnung erklärt. Sie finden es hier. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Elektronenkonfiguration.

Sie können Valenzelektronen identifizieren, indem Sie Elektronen gemäß dem Bohr-Prinzip platzieren. Wir werden jetzt lernen, wie man das Valenzelektron für Aluminium (Al) identifiziert.

Die Begriffe „ Oxidationsgrad “ und „ Wertigkeit “ sind zwar nicht identisch, aber zahlenmäßig nahezu identisch. Die bedingte Ladung eines Atoms wird als Oxidationszustand bezeichnet. Es kann entweder positiv oder negativ sein. Valenz bezieht sich auf die Fähigkeit eines Atoms, Bindungen einzugehen. Es kann keinen negativen Wert haben.

Berechnung der Elektronenzahl in Aluminium (Al)

Erstens ^müssen  wir die Gesamtzahl der Elektronen im Aluminium(Al)-Atom kennen. Sie müssen wissen, wie viele Protonen in Aluminium enthalten sind, um die Anzahl der Elektronen zu bestimmen. Um die Anzahl der Protonen in Aluminium zu kennen, müssen Sie auch die Ordnungszahl kennen.

Zur Bestimmung der Ordnungszahl wird ein Periodensystem benötigt. Das Periodensystem enthält die Ordnungszahl für Aluminium (Al) Elemente. Die Anzahl der Protonen nennt man Ordnungszahl. Der Kern enthält auch Elektronen, die Protonen gleich sind.

Das bedeutet, dass wir jetzt sagen können, dass die Anzahl der Elektronen in einem Aluminiumatom gleich seiner Ordnungszahl ist. Die Ordnungszahl für Aluminium ist laut Periodensystem 13. Das bedeutet, dass ein Aluminium(Al)-Atom insgesamt dreizehn Elektronen enthält.

1.  Die Wertigkeit ist ein numerisches Merkmal der Fähigkeit von Atomen eines bestimmten Elements, sich mit anderen Atomen zu verbinden.
2. Die Wertigkeit von Wasserstoff ist konstant und gleich eins.
3. Die Wertigkeit von Sauerstoff ist ebenfalls konstant und gleich zwei.
4. Die Wertigkeit der meisten anderen Elemente ist nicht konstant. Sie kann durch die Formeln ihrer binären Verbindungen mit Wasserstoff oder Sauerstoff bestimmt werden.

Sie müssen Elektronenkonfigurationen von Aluminium (Al) durchführen

Wichtiger Schritt 2. Dieser Schritt beinhaltet die Anordnung der Aluminiumelektronen (Al). Die Gesamtzahl der Elektronen in Aluminiumatomen beträgt dreizehn. Die Elektronenstruktur von Aluminium zeigt, dass sich in jeder Schale drei Elektronen befinden.

Das bedeutet, dass die erste Aluminiumschale zwei Elektronen enthält, während die zweite Schale acht Elektronen enthält. Die dritte Schale hat drei Elektronen. Durch die Unterbahn ist die Elektronenkonfiguration von Aluminium (Al) 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ¹ .

Berechnen Sie die Gesamtelektronen und bestimmen Sie die Valenzschale

Der dritte Schritt besteht darin, die Wertigkeit zu bestimmen. Die Valenzschale ist die letzte Schale nach der Elektronenkonfiguration. Ein Valenzelektron ist die Summe aller Elektronen, die sich in einer Valenzschale befinden. Die Elektronenkonfiguration von Aluminium (Al) zeigt an, dass die letzte Aluminiumschale drei Elektronen hat (3s ²  3p ¹ ). Die Valenzelektronen für Aluminium sind daher drei.

Bildung von Aluminiumverbindungen

Aluminium ist durch seine Valenzelektronen an der Bildung von Bindungen beteiligt. Im Aluminium befinden sich bekanntlich drei Valenzelektronen. Dieses Valenzelektron ist an der Bildung von Bindungen mit anderen Elementen beteiligt. Die Elektronenkonfiguration für Sauerstoff zeigt an, dass es im Sauerstoff sechs Valenzelektronen gibt. Das Aluminiumatom gibt seine Valenzelektronen ab und das Sauerstoffatom nimmt sie auf.

Das bedeutet, dass Sauerstoff die Neon-Elektronenkonfiguration annimmt, während Aluminiumatome sie ebenfalls annehmen. Al ₂ O ₃  entsteht durch den Austausch von Elektronen zwischen zwei Aluminiumatomen und drei Sauerstoffatomen. Ionenbindung macht Aluminiumoxid (Al ₂ O ₃ ).

Wie viele Valenzelektronen enthält das Aluminiumion (Al ³⁺ )?

Die Elektronenkonfiguration ist abgeschlossen, wenn die Hülle, die das letzte Elektron des Aluminiumatoms enthält, drei Elektronen hat. Die Wertigkeit für Aluminium ist in diesem Fall 3. Das wissen wir. Während der Bindungsbildung geben Elemente mit 1, 2 oder drei Elektronen in ihrer letzten Schale diese Elektronen an die nächste Schale ab.

Kationen sind Elemente, die Elektronen abgeben, um Bindungen zu bilden. Aluminium gibt ein Elektron aus der Hülle ab, die die Bindungen gebildet hat, und es wird zu Aluminiumionen. Aluminium ist ein Kationenelement.

Die Elektronenkonfiguration des Aluminiumions (Al ³⁺ ) ist 1s ²  2s ²  2p ⁶ . Die Elektronenkonfiguration für Aluminium-Ionen zeigt, dass Aluminium nur zwei Schalen hat, während die letzte Schale acht Elektronen enthält. Die Elektronenkonfiguration zeigt an, dass das Aluminiumion (Al ³⁺ ) die Elektronenkonfiguration Neon hat.

In diesem Fall wäre die Wertigkeit für das Aluminiumion +3. Die Valenzelektronen für Aluminiumionen (Al ³⁺ ) haben acht Elektronen in ihrer letzten Schale.

Was ist die Aluminiumwertigkeit (Al)?

Wertigkeit (oder Valenz) ist die Fähigkeit eines Atoms eines Elements in einem Molekül, sich während der Bildung mit einem anderen Atom zu verbinden. Es gibt ein paar Regeln, die verwendet werden können, um die Wertigkeit zu bestimmen. Die Wertigkeit eines Elements ist die Anzahl der Elektronen, die sich in ungepaartem Zustand in einer Schale befinden, die der Elektronenkonfiguration folgt.

Die Elektronenkonfiguration eines Elements in seinem angeregten Zustand bestimmt seinen Wert. Al*(13), die Elektronenkonfiguration von Aluminium (Al) im angeregten Zustand ist 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹ .  Die Elektronenkonfiguration von Aluminium zeigt an, dass es drei ungepaarte Elektronen innerhalb der letzten Schale hat (3s ¹ 3p _x ¹ 3p _y ¹ ).

Die Wertigkeit von Aluminium (Al) ist daher 3.

Fakten

• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente: Al).
• 13 ist die Ordnungszahl, die sich auf die Anzahl der Protonen in einem Kern bezieht.
• Durchschnittliche Masse eines Atoms (Atomgewicht): 26,9815386.
• Al-27 (stabil) und Al-26 (radioaktiv; Halbwertszeit 730.000 Jahre) sind die häufigsten Isotope.
• Phase bei Raumtemperatur: Feststoff.
• Schmelzpunkt: 1.220,58 Grad Fahrenheit (660,32 Grad Celsius).
• Dichte: 2,70 g pro Kubikzentimeter.
• Anzahl der Ställe: 22.
• Siedepunkt: 4.566 Grad F (2.519 Grad C).

Verweise:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium
• https://www.britannica.com/science/aluminium
• https://periodic.lanl.gov/13.shtml
• https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0022.html
• Ian McNeil, Enzyklopädie der Technikgeschichte., (1996).
• David R. Lide, CRC-Handbuch für Chemie und Physik., (2007).