Алюминий (Al) в таблице Менделеева

Теория:

Алюминий (Al) — лёгкий и химически активный, но коррозионно‑стойкий металл, чьё химическое поведение определяется его положением в p‑блоке и наличием трёх валентных электронов.

Определение алюминия в периодической системе элементов основана на фундаментальных константах:

Атомный номер Z = 13 — определяет электронную конфигурацию [Ne] 3s² 3p¹.

Местоположение: 3‑й период, 13‑я группа (III A).

Это положение диктует ключевые свойства:

Наличие трёх валентных электронов (3s² 3p¹).
Единственная стабильная степень окисления +3.
Амфотерность оксида и гидроксида.

Содержание страницы

Toggle

Как определить положение алюминия в Таблице Менделеева

Положение алюминия в таблице задаётся несколькими фундаментальными характеристиками — своего рода «химическим паспортом»:

Порядковый номер и атомный номер.
Название элемента.
Группа (вертикальный столбец).
Период (горизонтальный ряд).
Электронный блок, (алюминий p‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 13)

Однозначно идентифицирует элемент.
В ядре — 13 протонов; в нейтральном атоме — 13 электронов.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ или [Ne] 3s² 3p¹.

Примечание: Z = 13 находится сразу после магния (Z = 12) и открывает p‑блок 3‑го периода.

Электронная формула алюминия одна из самых важных параметров не только в определении его свойств, но степени окисления в соединениях.

Название и символ

Название: «Алюминий».
Символ: Al (от лат. Aluminium).

Группа (13‑я / III A)

Три валентных электрона (3s² 3p¹).
Степень окисления: +3 (например, Al₂O₃, AlCl₃).
Металлическая природа: типичный металл, но его оксид и гидроксид амфотерны (реагируют и с кислотами, и со щелочами).

Важно: отсутствие переменной валентности.

Период (3‑й)

Три энергетических уровня (K, L, M).

Особенности:

Относительно лёгкий элемент.
Больший радиус по сравнению с элементами 2‑го периода, что облегчает отдачу электронов.
Наличие свободных 3d‑орбиталей, но они не используются для повышения валентности.

Относительная атомная масса (Ar)

A_r (Al) ≈ 26,9815.

Значение: средневзвешенное значение масс изотопов.

Уникальность: практически моноизотопный элемент, с одним стабильным изотопом — ²⁷Al (13 протонов и 14 нейтронов).

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

p‑Элемент (электронное семейство)

Последний электрон находится на p‑подуровне (3p¹).

Свойства:

Находится на границе между металлами и неметаллами (B, Si, As), что объясняет амфотерность.
Высокая реакционная способность (легко окисляется на воздухе).
Высокая коррозионная стойкость благодаря пассивирующей плёнке Al₂O₃.

Он находится в одной группе с другими элементами, однако валентность алюминия — это ключевое свойство, отличающее его химическую природу.

Проверка знаний: Как определить водород по таблице Менделеева

Отметьте три правильных утверждения, которые однозначно определяют Алюминий (Al) в Периодической системе.

По каким признакам можно безошибочно установить, что речь идёт именно об Алюминии?

1) В атомном ядре содержится ровно 13 протонов.

2) Является амфотерным элементом, способным реагировать как с кислотами, так и со щелочами.

3) Находится в третьем горизонтальном ряду (периоде) и тринадцатом вертикальном столбце (группе III A) таблицы Менделеева.

4) Полный набор электронов описывается формулой: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹.

5) Находится в 3-м периоде и имеет три электронные оболочки.

6) Проявляет только одну степень окисления: +3.

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 1, 3, 4

1) В атомном ядре содержится ровно 13 протонов.
Это главный отличительный признак: число протонов (Z=13) однозначно задаёт химический элемент.
3) Находится в 3-м периоде и 13-й группе (III ).
Такое сочетание положения в таблице уникально для алюминия и определяет:
- три электронных слоя (период 3);
- три валентных электрона (группа 13);
- принадлежность к p-блоку.
4) Полный набор электронов описывается формулой: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹.
— Общее число электронов (13) совпадает с атомным номером (Z=13).
— На внешнем уровне (n = 3) — 3 электрона (3s² 3p¹).
2) Является амфотерным элементом.
Хотя это верно (амфотерность его оксида/гидроксида), признак не уникален. Амфотерность также проявляют Zn, Cr, Be, а также соседний Ga и In.
5) Находится в 3-м периоде и имеет три электронные оболочки.
Верно, но не уникально. Все элементы 3-го периода (Na до Ar) имеют три слоя.
6) Проявляет только одну степень окисления: +3.
Неверно: Хотя +3 доминирует, в редких газообразных и комплексных соединениях могут встречаться +1 и +2.

Для полноценного понимания атомного строения, физических свойств и применения, переходите к нашей главной статье: алюминий химический элемент.

Часто задаваемые вопросы:

Где находится алюминий в Периодической таблице?

В 3‑м периоде, III группе (главная подгруппа), порядковый номер 13.

Каковы заряд ядра и электронная конфигурация алюминия?

Заряд ядра: +13 (13 протонов).

Электронная конфигурация: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ (на внешнем уровне 3 электрона).

Какие типичные степени окисления и химические свойства у алюминия?

Степень окисления: преимущественно +3.

Характер элемента: амфотерный металл (реагирует и с кислотами, и со щелочами).

Важное свойство: на воздухе покрывается защитной оксидной плёнкой Al₂O₃, что придаёт ему коррозионную стойкость.