Przeczytaj

Glin (symbol Al – łac. Aluminium) to pierwiastek, który należy do 13. grupy układu okresowego pierwiastków, tzw. borowców.

RIDAtvr4Hs99t1

Na ilustracji jest układ okresowy pierwiastków. Wyróżniono glin: symbol Al, liczba atomowa 13, masa atomowa 26,98. Należy do metali. — Układ okresowy z zaznaczonym pierwiastkiem – glinem
Źródło: GroMar sp.z.o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Właściwości fizyczne glinu

Metaliczny pierwiastek glin, czyli technicznie aluminium, jest drugim po żelazie metalem ze względu na mnogość swoich zastosowań w gospodarce człowieka.

Polecenie 1

Zapoznaj się z danymi w poniższej tabeli i wskaż najważniejsze właściwości różniące glin od żelaza.

Własności aluminium i żelaza

własność	jednostka	$Al$	$Fe$
liczba atomowa	-	13	26
ciężar atomowy	-	26,9815	55,8450
struktura krystaliczna	-	A1	A1 *
gęstość w 20°C	$\frac{g}{{cm}^{3}}$	2,6989	7,8740
temperatura topnienia	°C	660,40	1534,85
temperatura wrzenia	°C	2520,00	2749,85
współczynnik rozszerzalności cieplnej	10Indeks górny -6 $\frac{1}{K}$	18	11
przewodność cieplna	$\frac{W}{m \cdot K}$	247,0	80,2
przewodność elektryczna	$\frac{M \cdot S}{m}$	37,74	9,93
wydłużenie	%	50	30 - 50
twardość Mohsa		2,9	4,0
właściwości magnetyczne	-	paramagnetyk	ferromagnetyk

* Występują odmiany alotropowe (w temperaturze pokojowej A2)

Indeks dolny Banaszek M., Praca dyplomowa, Warszawa 2010. Indeks dolny koniec

Glin charakteryzuje się stosunkowo małą gęstością, równą 2,69 $\frac{g}{{cm}^{3}}$ , co stanowi 1/3 gęstości żelaza, oraz wysokimi wartościami przewodności cieplnej i elektrycznej. Ponadto jest metalem odpornym na korozję, ponieważ pod wpływem działania tlenu z powietrza lub rozpuszczonego w wodzie ulega pasywacji, pokrywając się wówczas ochronną warstewką tlenku ${Al}_{2} O_{3}$ .

RZdvbQuB2CauQ

Na ilustracji jest kawałek srebrnego metalu. Ma stosunkowo gładką powierzchnię. — Próbka glinu
Źródło: dostępny w internecie: pt.m.wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Rx6hOKeUROUAv

Zbadaj wybrane właściwości fizyczne glinu: stan skupienia oraz barwę. Uzupełnij poniższą tabelę.

Stan skupienia, Barwa, Rozpuszczalność w wodzie, Połysk, Kowalność, Przewodnictwo cieplne, ciekły, gazowy, srebrzystoróżowa, srebrzystoszara, żółta, rozpuszczalny, niekowalny, brak przewodnictwa cieplnego

Cecha	Odpowiedź
Stan skupienia
Barwa
Rozpuszczalność w wodzie
Połysk
Kowalność
Przewodnictwo cieplne

Inne właściwości fizyczne glinu:

na powietrzu szybko matowieje;
bardzo dobrze przewodzi prąd elektryczny (62% przewodności elektrycznej miedzi);
ciągliwy – można go rozciągać i rozwalcowywać do bardzo cienkich warstw (do 0,004 mm);
kruchy;
łamliwy;
nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych.

temperatura topnienia		temperatura wrzenia
[K]	[°C]	[K]	[°C]
933,46	660,3	2793,16	2520,0

Mizerski W., Tablice szkolne, Warszawa 2011.

Polecenie 3

Poniżej zostały podane wartości gęstości: glinu, sodu, magnezu, żelaza, chromu, niklu oraz cynku. Porównaj gęstość glinu z innymi metalami. Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając i podkreślając jedno z określeń, które są podane w nawiasach.

	Glin $Al$	Sód $Na$	Magnez $Mg$	Żelazo $Fe$	Chrom $Cr$	Nikiel $Ni$	Cynk $Zn$
Gęstość $\frac{g}{{cm}^{3}}$	2,70	0,97	1,74	7,87	7,17	8,91	7,14

Mizerski W., Tablice szkolne, Warszawa 2011.

R12m3VB0D8myY

Gęstość glinu jest ({mniejsza} / {#większa}) od gęstości magnezu. Gęstość glinu jest ({#mniejsza} / {większa}) od gęstości żelaza. Metale lekkie to metale, których gęstość jest mniejsza od 4,5 g/cm³. Porównując gęstość glinu z innymi metalami, można wysunąć wniosek, że glin jest metalem ({#lekkim} / {ciężkim}).

Właściwości fizyczne glinu wynikają z występującego w nim wiązania metalicznegowiązanie metalicznewiązania metalicznego. Elektrony walencyjneelektron walencyjnyElektrony walencyjne, które pochodzą od wszystkich atomów, tworzą wspólną chmurę elektronową i oddziaływują z dodatnio naładowanymi rdzeniami atomowymi.

R1L6Ru34Fue26

Na ilustracji są szare kulki - to kationy glinu. Pomiędzy nimi są elektrony tworzące gaz elektronowy (chmurę elektronową). — Właściwości fizyczne glinu wynikają z występującego w nim wiązania metalicznego.
Źródło: GroMar sp.z.o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Glin znajduje liczne zastosowania, jednak jego mała wytrzymałość mechaniczna, wynikająca z ułożenia kationów w przestrzeni, ogranicza pełne jego wykorzystanie. Większe znaczenie mają stopystop metalistopy glinu, które wykazują większą twardość i wytrzymałość mechaniczną. Przykładem może być duraluminium (dural, skład: $Al$ , $Cu$ , $Mn$ , $Mg$ , $Si$ oraz $Fe$ ).

RAbXUbMoXTxre

Na ilustracji przy chodniku zaparkowane są motocykle. Mają metalowe elementy w konstrukcji. — Stopy glinu znajdują zastosowanie m.in. jako materiały konstrukcyjne w przemyśle lotniczym czy motoryzacyjnym.
Źródło: dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Podsumowanie

Choć glin został odkryty w I połowie XIX w., to wciąż znajduje liczne i różnorodne zastosowania. Właściwości fizyczne glinu są niezwykle cenne dla przemysłu, ponieważ dzięki niemu można tworzyć bardzo lekkie przedmioty. Poza tym glin dobrze przewodzi prąd elektryczny i ciepło. Jest bardzo ciągliwy i kowalny, dzięki czemu można go rozwalcowywać i produkować materiały dobrane do naszych potrzeb. Nie ma wątpliwości, że glin znajdzie również swoje miejsce w przyszłości, patrząc na to, jak stale wzrasta na niego zapotrzebowanie.

Słownik

stop metali

mieszanina substancji, składająca się z dwóch lub więcej pierwiastków chemicznych, z których jeden występuje w przeważającej ilości i jest metalem

elektron walencyjny

(gr. elektron „bursztyn”) ujemnie naładowana cząstka elementarna, występująca na ostatnich podpowłokach, tzw. walencyjnych wokół atomu

rdzeń atomowy (zrąb atomowy/atomu)

jądro atomu wraz ze wszystkimi elektronami, oprócz elektronów walencyjnych

wiązanie metaliczne

wiązanie, które występuje w sieciach krystalicznych metali, stopach metali i związkach międzymetalicznych; polega na elektrostatycznym oddziaływaniu dodatnich rdzeni atomowych metali ze swobodnie poruszającymi się elektronami (gaz elektronowy); odpowiada za niektóre właściwości fizyczne metali

Bibliografia

Bárta M., Pierwiastki chemiczne wokół nas, Warszawa 2013.

Bielański A., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa 1977.

Buczek I., Chrzanowski M., Dymara J., Persona A., Kowalik E., Kuśmierczyk K., Odrowąż E., Sobczak M., Sygniewicz J., Chemia. Rozszerzenie. Repetytorium matura, Warszawa 2014.

Czerwiński A., Czerwińska A., Jelińska – Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego, technikum, Warszawa 2002.

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Chemia Repetytorium. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa–Bielsko‑Biała 2010.

Lautenschläger K. H., Schröter W., Wanninger A., Nowoczesne Kompendium Chemii, Warszawa 2007.

Litwin M., Styka – Wlazło S., Szymońska J., To jest chemia 1. Chemia ogólna i nieorganiczna. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum. Zakres rozszerzony, Warszawa 2018.

Pazdro K. M., Chemia. Pierwiastki i związki nieorganiczne, Warszawa 2012.

Wprowadzenie

Film edukacyjny

Właściwości fizyczne glinu

Podsumowanie

Słownik

Bibliografia