Шаои Металл Технолоджидің Франциядағы EQUIP'AUTO көрмесіне қатысуы – онда бізбен келіңіз және инновациялық автомобиль металды шешімдерін зерттеңіз! —
EN
Алюминий иондық заряды: Формулаларды болжау + теңгеру секундтік ішінде
Алюминий иондық заряды қысқаша
Тез жауап: алюминий қандай заряд түзеді?
Егер сіз қысқа нұсқаны іздейтін болсаңыз, ол мынада: алюминий жиі +3 заряды бар ион түзеді. Химиялық тұрғыдан, ол Al деп жазылады 3+ . Бұл өмірде кездесетін материалдар мен өнеркәсіптік қолданбаларда кездесетін ең тұрақты және ең таралған алюминий ионы.
Типтік алюминий иондық заряды +3 (Al 3+ ).
Неліктен олай? Алюминийдің периодтық кестедегі орны мен атом құрылысында ғана құпия. Алюминий (Al) 13-ші топта орналасқан, онда әрбір бейтарап атомның үш валентті электрондары бар. Алюминий ион түзу үшін реакцияға түскенде, ол өзінің соңғы үш сыртқы электрондарын жоғалтады, нәтижесінде +3 оң заряд пайда болады. Бұл процессті бір жартылай реакцияда қорытындылауға болады:
Al → Al 3+ + 3e −
Сонымен, сіз мына фразаны көргенде алюминий ионының зарядының немесе ойланғанда қосылыстардағы алюминий заряды , сіз шын мәнінде алюминий тұрақты болу үшін қанша электрон жоғалтатынын сұрайсыз. Жауап: үш. Сол себепті алюминий ионының заряды тұздар мен ерітінділерде жиі +3 болады.
- -3-ке тең аниондар жұбы: АЛ 3+ зарядын теңгеру үшін теріс иондармен қосылады, мысалы, 3 O 3+ үшін 2 Al 2− al-да 2O 3.
- Болжалды формулалар: Аl 2O 3(алюминий оксиді) және AlCl 3(алюминий хлориді) бұл +3 зарядты көрсетеді.
- Күшті тор құрылымы: +3 заряд иондық торлардың тұрақтылығына әкеліп соғады, бұл алюминий қосылыстарының тұрақтылығы мен материалдарда пайдалануын қамтамасыз етеді.
«Иондық заряд» дегеніміз – алюминий электрондарды жоғалтқаннан кейінгі жалпы заряд, оны тотығу дәрежесі немесе валенттілікпен шатастырмаңыз (оларды кейінгі тарауда түсіндіреміз). Әзірге тек есте сақтаңыз: егер сізге сұрақ қойылса, алюминий ионының заряды , жауап +3.
Алюминий үшін ғана емес, кез келген элемент үшін осы зарядты болжауды қалай үйренуге дайын ба? Келесі тарауда периодтық жүйені оқу, Al 3+ неге сенімді екенін түсіну және химиялық формулаларды теңестіру үшін білімді қолдану бойынша қадамдық нұсқаулық аласыз. Сонымен қатар энергетикалық «неге» сұрағын талқылаймыз, ұқсас ұғымдарды салыстырамыз және шешімдерімен бірге практикалық есептер береміз. Бастайық!
Иондық зарядты сенімді болжау
Периодтық заңдылықтарды пайдаланып элементтің зарядын қалай анықтау керектігі
Атомның ион зарядын тек кезеңдік жүйеге қарап болжаудың қысқаша жолы бар ма деп ойлағансыз ба? Жақсы жаңалық: бар! Периодикалық жүйе элементтердің тізімі ғана емес, ол элементтің зарядын білуді және элементтердің ең кең таралған иондық түріндегі зарядтарын болжау үшін қуатты құрал. Аллюминий, магний, оттегі немесе басқалармен жұмыс істесеңіз де, оны қалай пайдаланып болатыны мынау.
- Элементтің топ нөмірін табыңыз. Топ (түзу баған) элементтің қанша валенттік электроны бар екенін көрсетеді. Негізгі топ элементтері үшін топ нөмірі негізгі болып табылады.
- Элемент металл немесе металл емес элемент пе, жоқ па, соны анықтаңыз. Металдар (периодикалық кестедің сол жағы) электрондарды жоғалтып, оң иондар (кациондар) түзеді. Металл емес заттар (оң жағы) әдетте электронды алып, теріс иондар (аниондар) болады.
-
Негізгі ережені қолданыңыз:
- Металдар үшін: Иондық заряд әдетте топ нөміріне тең болады (бірақ оң).
- Металл емес үшін: Иондық заряд топ нөмірінен сегіз азайтамыз (теріс заряд шығады).
- Ортақ қосылыстар мен тұрақтылық үрдістерімен қайта тексеріңіз. Элемент үшін ең ортақ заряд оның тұрақты қосылыстарының формулаларына сәйкес келеді.
Периодтық кеңес: Сол жақтағы металдар → катиондар; оң жақтағы металл емес → аниондар. Транзитивтік металдар (орталық блок) әртүрлі болып келеді, бірақ негізгі топ элементтері бұл үлгілерді қатаң сақтайды.
Ережелерді қолданыңыз: алюминий, магний және оттегі
- Алюминий (Al): 13-топ металы. Үш электронды жоғалтып, Al түзеді 3+ . Бұл классикалық алюминий иондық заряды.
- Магний (Mg): 2-топ металы. Екі электронды жоғалтып, Mg түзеді 2+ —стандартты магний ион заряды.
- Оттегі (O): 16-топтың бейметалы. Екі электрон алады және O 2− , кең таралған анион.
Былай мысалдар келтіріп, осы болжамдарды іс жүзінде тексерейік:
- Алюминий (Al): 13-топ → үш электронды жоғалтады → Al 3+ (алюминий ионы)
- Магний (Mg): 2-топ → екі электронды жоғалтады → Mg 2+
- Оттегі (O): 16-топ → екі электрон алады → O 2−
Периодтық жүйемен салыстырып өз болжамыңызды тексеріңіз
Жауабыңыздың дұрыстығына сенімді емессіз бе? Өз болжамыңызды салыстырыңыз зарядтары бар периодтық кестені немесе кестесімен периодтық кестедегі зарядтарды растау үшін. Сіз алюминийдің +3, магнийдің +2 және оттектің −2 зарядтары осы кестеде көрсетілген ең таралған иондармен сәйкес келетінін байқайсыз [Дереккөз] . Сол әдіс сізге цинк ионының зарядын (Zn 2+ ) және басқаларды табуға көмектеседі.
Өзіңізді тексеріп көруге дайын ба? Жоғарыда көрсетілген қадамдарды қолданып, натрий, күкірт немесе хлордың иондық зарядын болжауға тырысыңыз. Сіз қаншалықты көп жаттығулар жасасаңыз, периодтық кестедегі зарядтарды оқу соғұрлым табиғи болып келеді – сонымен қатар кез келген иондық қосылыстың дұрыс формулаларын жазу оңай болады.
Келесі тақырыбымызда неліктен алюминий дәл үш электронды беріп тастауды қалайтынын және басқа мүмкіндіктерге қарағанда +3 күйі неліктен тұрақты екенін қарастырамыз.
Неліктен алюминий +3 деңгейінде тоқтайды
Тізбектей иондалу энергиясы және Al 3+ Нәтиже
Күрделі әлде? Онда түсіндірейік. Периодтық кестеге қарасаңыз және «Al заряды қандай?» немесе «алюминийдің заряды қандай?» деген сұрақ туындаса, жауап тұрақты түрде +3 болады. Бірақ неліктен? Құпиясы алюминий атомдарының электрондарды жоғалтуында және +1 немесе +2-ге қарағанда +3 күйінің тұрақты болуында жатыр.
Пияздың қабаттарын аралап алу керек деп елестетіңіз. Алюминий жоғалтатын алғашқы үш электрон – бұл сыртқы, яғни валентті электрондар. Сыртқы қабатындағы электрондарды жоғалту оңай, өйткені алюминий 13-топта орналасқан металл. Бұл үш электрон жоғалып кеткен кезде атом тұрақты, соңғы газ тәрізді қабықшаға жетеді. Сол себепті алюминий электрондарды жоғалту немесе қосу процесінде үш электронды жоғалтады деп есептеуге болады.
Алюминий +3-те тоқтайды, өйткені келесі электрон көп қаттырақ байланысқан ішкі қабаттан келеді.
Төртінші электронды жоғалтудың тиімсіз екенінің себебі
Ерекшелігі мынада: алюминий үш валентті электрондарын жоғалтқан соң, келесі қолжетімді электрон ядроға жақын орналасқан ішкі қабатта жасырынған және сыртқы әсерлерден қорғалған. Төртінші электронды алып тастау үшін осы тұрақты, берік байланысқан қабатқа ену қажет болады — бұл процес энергетикалық тұрғыдан өте қолайсыз. Сол себепті күнделікті химияда +4 алюминий ионын кездестірмейміз.
- Алғашқы үш электрон: Оңай жоғалып кетеді, 3s және 3p орбитальдары босайды.
- Төртінші электрон: Ол 2p қабатынан келер еді, бұл қабат әлдеқайда тұрақты және алып тастау қиын.
Бұл периодтық кестедегі тенденцияның классикалық мысалы: металдар сыртқы электрондарын тұрақты өзекшеге жеткенше жоғалтады, сосын тоқтайды. Алюминийдің иондалуы осы үлгіге дәл сәйкес келеді [Дереккөз] .
Электрондарды жоғалту арқылы металдың тұрақтылығы
Сонымен, алюминийдің заряды тұрақты ма? Шын мәнінде, ия: алюминий ионының заряды жиі +3 болады. Алайда, алюминий +1 немесе +2 болып келетін сирек кездесетін қосылыстар да бар, бірақ бұлар ереженің шетінен шығу болып табылады. Сол себепті, сіз «алюминийдің көпшілік қосылыстарындағы заряды қандай?» деген сұраққа жауап +3 болады.
Алюминий қанша электрон алады немесе жоғалтады? Ол жоғалтады үш электрон жоғалтады—ешқашан алмайды—себебі ол металл, ал металдар тұрақты күйге жету үшін электрондардан арылады. Дәл осы себепті алюминий иондық заряды алюминий тотығы (Al 2O 3) мен алюминий хлориді (AlCl 3).
- +3 иондық қосылыстарда алюминий үшін әдеттегі, тұрақты заряд.
- Үш электронды жоғалту оның металдық сипаты мен 13-топқа тиесілілігіне сай келеді.
- АЛ 3+ көпшілік алюминий тұздары мен координациялық кешендерде кездеседі.
Қорытындылай келсек, Al заряды қандай? Ол +3 – себебі сол үш электрон жоғалғаннан кейін атом бейтарап күйге өтеді және химия сол жерде «тоқтайды». Бұл энергетикалық логика алюминий иондық зарядының сенімді екенін және табиғатта, өндірісте де +3 ионды кездестіретінін білдіреді.
Келесі кезекте, осы тұрақты зарядтың шын әлемдегі формулаларға қалай ауысатынын, сондай-ақ алюминий иондарымен тұрақты қосылыстарды жазу үшін зарядтарды қалай теңестіру керектігін көрсетеді.
Алюминий қосылыстарын жазу үшін зарядтарды теңестіру
Al-дан 3+ қосылыс формулаларына: Иондық қосылыстарды атау іс-әрекетінде
Алюминий иондық заряды туралы естігенде, бұл шын мәнінде химиялық қосылыстар үшін не дегені? Оны практикалық мысалдар арқылы және әрқашан теңгерілген және дұрыс формулаларды жазу үшін қарапайым әдіспен түсіндірейік. Сізге Al берілген деп елестетіңіз 3+ оң және теріс иондарды жұптау туралы айтылады — қосылыстың соңғы формуласы қандай болуы керектігін қалай білуге болады? Жауап иондық зарядтарды теңестіру туралы, яғни жалпы оң заряд теріс зарядқа тең болуы керек. Қалай жұмыс істейтінін қадамдап қарайық.
Алюминийдің жартылай реакциясын жазыңыз
Негізгі процеске назар аударыңыз: алюминий өз ионын түзетін үш электронды жоғалтады.
Al → Al 3+ + 3e −
Бұл +3 заряд алюминийді атау кезінде басқа иондармен жұптау үшін қажетті нәрсе. Маңыздысы қосылыстағы барлық зарядтардың қосындысы нөлге тең болатынын қамтамасыз ету — табиғат әрқашан бейтараптықты қалайды!
Тұздардың тұрақты формуласын теңестіру
Алюминийдің +3 зарядын бірнеше маңызды теріс иондармен қолдану арқылы төрт классикалық мысал қарастырайық. Әрбір жағдайда иондарды қалай қосу керектігін, сонымен қатар иондық қосылыстардың формулалары мен стандартты оқу бөлмесінің тәжірибесін қарайық:
| Қолданба | Анион | Зарядтар | Теңестірілген формула | Ескертпелер |
|---|---|---|---|---|
| АЛ 3+ | O 2− | +3, −2 | АЛ 2O 3 | 2 Al 3+ (2 × +3 = +6), 3 O 2− (3 × −2 = −6) |
| АЛ 3+ | CL − | +3, −1 | AlCl 3 | 3 Cl − заряд балансы үшін қажет |
| АЛ 3+ | Жоқ 3− | +3, −1 | Al(NO 3)3 | 3 нитрат ионы (жоқ 3ион заряды −1) бейтараптық үшін |
| АЛ 3+ | 3 42− | +3, −2 | АЛ 2(SO 4)3 | 2 Al 3+ (+6), 3 сульфат ионы (сульфат ион заряды −2, барлығы −6) |
Формулалардың логикасын қарайық:
- АЛ 2O 3:Екі Al 3+ иондары (+6) және үш O 2− иондары (−6) мүмкіндігінше теңгеріледі.
- AlCl 3:Бір Al ионын бейтараптандыру үшін үш хлорид ионы (хлорид заряды −1) қажет. 3+ .
- Al(NO 3)3:Үш нитрат ионы (нитрат заряды −1) бір Al ионын теңгереді. 3+ ; жақшалар үш бүтін нитрат тобы екенін көрсетеді.
- АЛ 2(SO 4)3:Екі Al 3+ (+6) және үш сульфат ионы (сульфат ионы заряды −2, барлығы −6) бейтараптық үшін.
Иондық зарядтарды теңгеру кеңесі
- Әрқашан жалпы оң зарядты жалпы теріс зарядпен сәйкестендіріңіз.
- Әр ион үшін ең төменгі бүтін санды қатынасты пайдаланыңыз (ең кіші индекстерді пайдаланыңыз).
- Полиатомды иондар үшін (нитрат немесе сульфат сияқты), егер біреуден артық болса, жақшаларды пайдаланыңыз: Al(NO 3)3, Al(OH) 3.
- Жұмысты тексеріңіз: формуланың барлық иондық зарядтарының қосындысы нөлге тең болуы керек.
Тағы да көп нәрсе сынап көру керек пе? Стандарттық кестедегі басқа да көп атомды иондармен жаттығу жасаңыз — мысалы, Al 3+ oH-пен − (гидроксид заряды −1, сондықтан Al(OH) 3pO-мен 43− (фосфат ион заряды −3, сондықтан AlPO 4). Әр жағдайда әдіс бірдей қалады: иондардың зарядтарын теңгеріңіз, сосын ең қарапайым формула жазыңыз.
Енді сіз бұл формулаларды құрастыру мен теңгеру тәсілдерін көрдіңіз, сондықтан иондық заряд, тотығу дәрежесі мен формальды заряд сияқты ұқсас ұғымдарды ажырата білуге дайын боласыз. Келесі тақырыпта осындай ортақ қателерді түзетейік.
Жиі кездесетін зарядтық ұғымдарды шатастырудан сақтану
Иондық заряд пен тотығу саны мен формальды заряд
Сіз алюминий иондық заряды туралы білім алып жатқан кезде ұқсас терминдерге бұғаттану оңай — әсіресе оқулықтар мен мұғалімдер тотығу саны мен формальды заряд сияқты ұғымдарды қолданғанда. Қиын сияқты? Әрбір ұғымды қарапайым ағылшын тілінде түсіндіріп, алюминийге нұсқаулық ретінде пайдаланып, айырмашылықтарын қалай анықтауға болатынын көрсетейік.
| Тұжырымдама | Есептелетін нәрсе | Қалай тағайындалатыны | Аль сүйемімен мысал | Когда пайдалануу керек |
|---|---|---|---|---|
| Иондық зарядпен | Электрондарды жоғалтқаннан кейінгі атомның нақты таза заряды немесе қосылған электрондар | Бейтарап атомға қарағанда жоғалтқан электрондар саны (оң) немесе қосылған (теріс) | АЛ 3+ alCl-да 3+3 иондық заряды бар | Тұздар немесе ерітінділердегі иондар туралы сөз болғанда; формулаларды жазу мен зарядтарды теңестіру үшін маңызды |
| Тотығу дәрежесі | Қосылыстардағы электрондық ығысуын бақылау үшін формалды есептілік құралы | Барлық байланыс электрондарын ең көп электроотрицательті атомға тағайындаңыз; қарапайым иондар үшін иондық зарядпен сәйкес келеді | Al in AlCl 3+3 тотығу дәрежесіне ие (мұнда иондық зарядпен бірдей) Al in Al 2O 3+3 болып табылады |
Тотығу-тотықсыздану реакцияларында, атауларда және электрондық есептеуде қолданылады |
| Формальды заряд | Егер байланыс электрондары тең бөлінетін болса, шартты заряд | Барлық байланыстарды тең бөліңіз, сосын бос атомдағы валенттілік электрондарымен салыстырыңыз | Әдетте AlCl сияқты қарапайым иондық қосылыстар үшін қолданылмайды 3; ковалентті молекулалар немесе полиядролы иондар үшін маңыздырақ | Льюис структураларын сызу кезінде ең тұрақты орналасуды анықтау үшін қолданылады |
Алюминийді пайдаланып қарапайым мысалдар
- AlCl-да 3:Алюминийдің иондық заряды +3, оның тотығу санымен сәйкес келеді. Хлорид иондарының әрқайсысының заряды -1 және тотығу саны да -1.
- Al-да 2O 3:Әрбір алюминий атомының иондық заряды +3 және тотығу саны +3. Әрбір оттегі үшін -2 екеуі үшін де.
- Формалды заряд: Бұл иондық қосылыстар үшін формальды заряд әдетте талқыланбайды. Бұл ковалентті құрылымдар немесе сульфат немесе нитрат сияқты полиядролы иондар үшін маңыздырақ, онда электрондардың ортақ пайдалануы анық болмайды.
Әрбір ұғым маңызды болған кезде
Сіздерге қосылыстағы алюминийдің тотығу дәрежесін қалай табу керектігі сұралсын делік. Жай иондар үшін тотығу дәрежесі мен иондық заряд бірдей болады. Бірақ ковалентті немесе күрделі иондарда бұл сандар әртүрлі болуы мүмкін. Ал формалды заряд химиктердің Льюис структураларын сызу кезінде электрондардың "тең бөлінуі" туралы ұғымға сүйене отырып, қай структураның ықтимал екенін анықтау үшін қолданатын құрал болып табылады.
Бұл идеялар біріктірілгенде элементтердің иондық зарядтар кестесін немесе катиондар мен аниондар кестесі :
- Иондық заряд: Формулалар жазу, қосылыстардың қатынасын болжау және реакцияларды теңестіру үшін қолданыңыз. Қосымша анықтама алу үшін периодтық кестедегі зарядтарды жылдам қараңыз.
- Тотығу дәрежесі: Тотығу-тотықсыздану реакциялары, жүйелі атаулар және электрондардың ауысуын түсіну үшін қолданылады.
- Формалды заряд: Особенно көпатомды иондар мен ковалентті молекулалар үшін Льюис структураларының нұсқаларын салыстырғанда қолданылады.
Қателіктерге мысал
- Формалды зарядты иондық қосылыстардағы шынайы иондық зарядпен шатастырмаңыз - олар сәйкес келмеуі мүмкін.
- Есте сақтаңыз: тотығу дәрежесі - бұл формальдық ұғым, қарапайым иондардан басқаларында шын заряд емес.
- Қосылыстағы тотығу дәрежелерінің қосындысын әрқашан тексеріңіз: ол молекула немесе ионның жалпы зарядына тең болуы керек ( жоғары ашықтың баспасы ).
Енді сіз осы заряд ұғымдарын ажырата білетін болсаңыз, алюминийдің заряды қалай қолданылатынын және өнеркәсіптегі материалдарда қалай пайдаланылатынын көруге дайын боласыз. Келесі кезекте Al 3+ су тазалаудан бастап өндіріске дейінгі барлық жерде кездеседі және бұл айырмашылықты білу химияның тәжірибелік қолданысы үшін неге маңызды екенін көрсетеді.
Алюминий иондық зарядының өмірде қолданылуы
Иондардан материалдарға дейін: Al қай жерде 3+ Көрінеді
Алюминий иондық зарядын түсінген кезде, сіз оның барлық жерде - ішетін суыңыздан бастап, жүретін көлігіңізге дейінгі орындарда кездесетінін байқайсыз. Бірақ осы +3 заряд шын мәнінде алюминийдің өмірдегі әрекетін қалай айқындайды? Бұл химияның күнделікті қолданысындағы негізгі әдістерді қарастырайық және өнеркәсіптегі ғылымда аллюминий мен алюминийдің айырмашылығы неге маңызды екенін түсіндірейік.
- Shaoyi Metal Parts Supplier — Автомобиль өнеркәсібіндегі алюминий профильді бөлшектер: Шөйі шектеу принципіне сүйене отырып, жоғары өнімділік пен дәл қарқынды автомобиль бөлшектерін шығару үшін алюминийдің коррозияға тұрақтылығы мен анодтауға қабілеттілігінің негізі болып табылатын +3 иондық зарядты қолданады. Бетін өңдеу мен қорытпаны таңдау алюминийдің химиялық құрамы туралы терең білімге байланысты. 3+ химиясы.
- Коррозияны басу және қорғаныш оксиді: Сіз бұрын-ақ ойладыңыз ба, «Алюминий тат батып кетеді ме?» немесе «Алюминий тат батып кете ала ма?» Дұрысында, темірден өзгеше алюминий тат батып кетпейді. Бірақ ауаға немесе суға ұшыраған кезде оның бетінде алюминий оксидінің (Al 2O 3) жұқа қабаты түзіледі. 3+ +3 заряды бар алюминий ионы оттегімен берік байланысып, негізгі металды әрі қарай коррозиядан қорғайтын кедергі жасайды. Сол себепті алюминий конструкциялар қатты ортада де ұзақ уақыт қызмет етеді.
- Суды тазалау және коагуляция: Қалалық су өндіру зауыттарында тазалау үшін алюминий тұздары, мысалы, алюминий сульфаты қосылады. Al 3+ иондары қатты байланыстырғыш ретінде әрекет етіп, тұнбаға түсіріп, су түбіне түсіріп, суды таза және ішу үшін қауіпсіз етеді. Бұл байланыстырғыш заттар үшін жиі "алюминий тасы" термині қолданылады. Мұнда алюм мен алюминийдің арасындағы айырмашылық маңызды: "алюм" дегеніміз алюминийден тұратын қосылыстардың нақты тобын, ал "алюминий" дегеніміз таза металл немесе оның қарапайым иондарын білдіреді [Дереккөз] .
- Материалды таңдау және бетін өңдеу: Аэроғарыштан электроникаға дейінгі әртүрлі салаларда алюминий иондары туралы білім қорытпалар, қаптамалар және өңдеу тәсілдерін таңдауға әсер етеді. Мысалы, анодтау – электрхимиялық өңдеу әдісі – табиғи оксидті қабаттың қалыңдығын арттырып, тұтымдылық пен сырт көріністі жақсартады. Бұл алюминий иондарының бетінде жоғары реакциялық қабілеті мен +3 зарядына негізделген.
- Алюминий оксидінің тығыздығы мен кәдімгі материалдар: Алюминий оксидінің (Al 2O 3)—алюминий иондарынан жасалған керамика—кесу құралдары, катализаторлар және тіпті микроэлектроника үшін субстрат ретінде қолданылатын қосымшаларда маңызды орын алады. +3 заряд иондық торларды тығыз орналастырып, тұрақтылық береді, осының арқасында алюминий оксиді қатты және жылуға тұрақты болып келеді.
Коррозияға тұрақтылық: Неліктен алюминий пассивтенеді, бірақ таттанбайды
Сіз сыртта болат пен алюминийді салыстырып жатқанызды елестетіп көріңіз. Болат қатты тат түзіп, металды жеп шығады, ал алюминий қатты, көрінбейтін тотықтық қорғаныш қабатын қалыптастырады. Себебі Al 3+ бетіндегі иондар оттегі атомдарын ұстап, тығыз қорғаныш қабатына орналастырады. Нәтижесінде: алюминийдің коррозияға тұрақтылығы оның ең үлкен артықшылығы болып саналады және осының арқасында ол әртүрлі қосымшаларда, соның ішінде ішімдік банкаларынан бастап көп қабатты ғимараттардың қабырғаларына дейін кеңінен қолданылады.
Өндірістік салдары: Экструзиядан күнделікті заттарға дейін
Шығарып алу саласында алюминий иондық зарядын түсіну тек академиялық мәселе ғана емес — бұл материалдар мен өндірістік процесстер таңдауға әсер ететін нақты шешімдерге негіз болады. Мысалы, автомобиль инженерлері беріктік, салмақ және коррозияға тұрақтылық арасындағы тепе-теңдікті сақтайтын қорытпаларды таңдау үшін алюминий иондарының өзгерісі мен алюминий оксидінің тығыздығы сияқты қасиеттерге сүйенеді. Табиғи оксидті қабатты жақсарту немесе өзгерту үшін анодтау немесе бояу сияқты беткі өңдеу тәсілдері қолданылады, бұл барлығы Al-дың болжанатын химиясына байланысты. 3+ .
Сонымен, келесі рет сіз алюминий профилін, су тазалау құрылысын немесе қарапайым квасцының түйіршігін көргенде есте сақтаңыз: оның жұмыс істеуінің негізінде алюминий иондарының +3 заряды жатыр. Қандай да бір қолдану үшін квасцыны алюминиймен салыстырып қарастырғанда немесе дәл бөлшектер үшін өндірушіні таңдағанда осы негізгі химиялық қасиетті түсіну сізге ақылды, дұрыс шешім қабылдауға көмектеседі.
Келесі болып сіз алuminium иондары бар нақты әлем қосылыстарының формулаларын болжау мен жазу бойынша алған білімдеріңізді қолдануды үйренесіз.
Aluminium иондарымен қол жаттығулары
Жаттығу жиынтығы: Зарядтар мен формулаларды болжау
Сіз иондық зарядтар туралы үйренген сайын ештеңе қол жаттығуларын алмастыра алмайды. Төменде сіздің алған білімдеріңізді бекітуге арналған, сонымен қатар аллюминий иондық зарядын қалай қолдану керектігін және нақты әлем химиялық формулаларын құруға көмектесетін мәселелер тізбегін табасыз. Бұл мәселелер «алюминий ионының заряды қандай?» және «алюминий қосылысы үшін теңдестірілген формула қалай жазылады?» сияқты жиі кездесетін сұрақтарға жауап беруге көмектеседі.
-
Алюминийдің иондық зарядын көрсетіңіз.
Ион түзген кезде алюминийдің заряды қандай болады? -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ cl-пен − .
Алюминий ионы мен хлорид ионы арасындағы қосылыс үшін дұрыс формуланы болжаңыз. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ бос 3− .
Алюминий ионы мен нитрат ионы түзетін қосылыс үшін формуланы болжаңыз. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ sO-мен 42− .
Алюминий ионы мен сульфат ионы бар қосылыстың теңгерілген формуласын болжаңыз. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ -пен O 2− .
Алюминий мен оксид иондарынан түзілген қосылыстың дұрыс формуласын болжаңыз. -
Қиыншылық: Реакция қорытындысындағы жалпы зарядтарды теңгеріңіз.
Алюминий иондары мен сульфат иондары арасындағы реакцияның теңгерілген қорытындысын жазыңыз, формулада зарядтар қалай теңгерілетінін көрсетіңіз.
Жалпы оң заряд соңғы формулада жалпы теріс зарядқа тең болуы керек.
Al үшін жұмыс істеген шешімдер 3+ Жұптау
-
Алюминийдің иондық зарядын көрсетіңіз.
Алюминий ионының заряды қандай?' деген сұраққа жауап +3. Химиялық белгілеуде ол Al деп жазылады 3+ бұл алюминий ионының болатын зарядын болжағанда, сіз тек +3 таңбасын іздейтініңізді білдіреді, дәл сіз калий ионының (K) зарядын іздейтін сияқты + ) +1 ретінде. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ cl-пен − .
Зарядтарды теңестіру үшін әр алюминий ионына (Al − ) үш хлорид ионы (Cl 3+ . Бұл жалпы заряд нөлге тең болады: (+3) + 3×(−1) = 0. AlCl 3. Бұл жалпы заряд нөлге тең болады: (+3) + 3×(−1) = 0. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ бос 3− .
Бір алюминий ионын теңестіру үшін тағы үш нитрат ионы (NO 3− бір алюминий ионын теңестіру үшін тағы үш нитрат ионы (NO Al(NO 3)3. Көп атомды иондардың біреуден артық болғаны сондықтан жақшалар қолданылады. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ sO-мен 42− .
Мұнда екі алюминий ионы (2 × +3 = +6) және үш сульфат ионы (3 × −2 = −6) бейтарап қосылыс үшін қажет. Теңестірілген формула: АЛ 2(SO 4)3. -
Al үшін формуланы жазыңыз 3+ -пен O 2− .
Екі алюминий ионы (2 × +3 = +6) және үш оттегі ионы (3 × −2 = −6) бейтарап қосылыс береді. Формуласы: АЛ 2O 3. Бұл алюминий керамикасының негізгі компоненті. -
Қиыншылық: Реакция қорытындысындағы жалпы зарядтарды теңгеріңіз.
Екі Al 3+ иондары мен үш SO 42− иондарын біріктіріңіз:- 2 × (+3) = +6 (алюминий иондарынан)
- 3 × (−2) = −6 (сульфат иондарынан)
- +6 + (−6) = 0 (жалпы заряд нөлге тең)
Тепе-теңдік формуласы АЛ 2(SO 4)3. Бұл калий ионының (K + ) сульфат ионымен жұбындағы зарядты теңестіру логикасын көрсетеді (K 23 4).
Жауаптарды тексермес бұрын осыларды сынаңыз
- Алюминий ионының заряды қандай? (Al 3+ )
- AlCl құрамындағы алюминийдің заряды қандай 3? (+3)
- Егер алюминий ионы үш электронды жоғалтса, оның заряды қандай болатынын болжаңыз. (+3)
- Фосфаттың заряды -3 екенін біле отырып, алюминий фосфатының формуласын қалай теңгерер едіңіз? (AlPO 4)
Потассий ионының зарядынан бастап алюминий ионының зарядына дейінгі иондық зарядтарды меңгеру кең түрдегі қосылыстардың формуласын тез болжауға және теңгеруге көмектеседі. Егер сіз келесі тақырыпқа дайын болсаңыз, келесі бөлім негізгі тұжырымдарды қорытындылап, терең білім алу мен тәжірибе үшін сенімді ресурстарға бағыттайды.
Негізгі тұжырымдар мен сенімді ресурстар
Al туралы есте сақтауға тиісті негізгі тұжырымдар 3+
Барлығын қорытындылап қарағанда, алюминийдің иондық заряды өзін болжануы мүмкін және өте пайдалы қасиетімен танытады. Есте сақтауға тиісті үш негізгі сабақ:
- Алюминий әдетте Al 3+ иондарын біріктіріңіз: Берілген алюминий заряды периодтық кестенің 13-ші топшасында орналасуына және үш валентті электрондарды жоюға бейімділігіне сәйкес қосылыстарда жақып тұрғанда +3 болады.
- Иондық зарядтар бейтарап формулалар алу үшін теңгеріледі: Сіз Al 2O 3, AlCl 3, немесе Al(NO 3)3, құруда болсаңыз, жалпы оң және теріс зарядтар әрқашан нөлге дейін қосылады. Бұл негізгі принцип химиялық формулаларды жазу мен тексерудің негізі болып табылады.
- +3 күйі валенттілікті және энергетикалық тұрақтылықты көрсетеді: Алюминийдің +3 иондық заряды төртінші электронды алып тастау тұрақты ішкі қабатты бұзатын болғандықтан пайда болады, сондықтан +3 күйі шынайы химияда ең ықтимал және кең таралған күй болып табылады.
Алюминийдің ең таралған иондық заряды +3-ке тең.
Тереңдету үшін ресурстар
Түсінігіңізді бекітуге немесе біліміңізді іс жүзінде қолдануға дайын ба? Әрі қарай үйрену үшін таңдап алынған ресурстар тізіміне қараңыз, сабақ бөлмесіндегі негізгі принциптерден бастап кәсіби өндірістік білімдерге дейінгі аралықта:
- Shaoyi Metal бөлшектерін жеткізуші — Автомобильдік алюминий экструзия бөлшектері :Қалай негізгі +3 алюминий заряды беттің әрекет-әмбебаптығын, анодтауын және автомобильдік компоненттердің нақты әрекетін коррозияға тұрақтылығын негіздейді. Бұл химиялық теория мен өндірістік үздіктілік арасындағы практикалық көпір, Al туралы білімнің 3+ инженерлік және материалды таңдаудың дәлдігіне айналуын көрсетеді.
- Зарядтары бар периодтық кестені қараңыз: Дер кезінде пайдалану үшін иондық зарядтары бар периодтық кесте кез келген элементтің ең таралған иондық күйлерін растау үшін қолданылады. Осындай кестелер студенттер, оқытушылар мен мамандар үшін қажетті зарядтар периодтық кестесінде бірден көру үшін. Сол сияқты ресурстар осы ThoughtCo көмекшісі басып шығаруға болатын нұсқалар мен пайдалы түсіндірмелер ұсынады.
- Тотығу саны әдістері бойынша стандарттық мәтіндерді қарастырыңыз: Иондық заряд, тотығу саны және формальды заряд арасындағы айырмашылықтар туралы тереңірек түсінік алу үшін классикалық химия оқулықтары мен онлайн модульдер контекстік тұрғыдан осы ұғымдарды меңгеру үшін идеалды нұсқа болып табылады.
Аудиториядан цех залына дейін: Білім неге маңызды
Сіз химия сабағынан жаңа автомобиль бөлшектерін жобалау жиналысына ауысып жатқанызды елестетіңіз. Болжап, теңгеріп алюминий ионының зарядының білу тек академиялық дағды емес – бұл материалдарды таңдау, процестерді инженерлеу және ақауларды жоюда нақты артықшылық болып табылады. Үй жұмысы есебін оқып жатқанда да, сонымен қатар өндірістік жоба бойынша кеңес элементтердің периодтық кестесі мен зарядтары кеңес алған кезде де осындай құралдар сіздің шешімдеріңізді сенімді ғылым негізінде қабылдауыңызды қамтамасыз етеді. иондық зарядтары бар периодтық кесте үшін өндірістік жоба бойынша кеңес алған кезде де осындай құралдар сіздің шешімдеріңізді сенімді ғылым негізінде қабылдауыңызды қамтамасыз етеді.
Осы негізгі идеяларды есте сақтаңыз, сенімді көздерді пайдаланыңыз, сонда сіз +3 алюминий заряды лабораторияда және шынайы әлемде химияны түсінуге, болжауға және қолдануға кілт екенін байқайсыз.
Алюминий иондық заряды туралы жиі қойылатын сұрақтар
1. Алюминий ионының заряды қандай және неліктен ол осындай заряд түзеді?
Алюминий ионының заряды +3 болады, оны Al3+ деп жазады. Бұл периодтық кестенің 13-топшасында орналасқан алюминий өзінің үш сыртқы электрондарынан айырылып, тұрақты электрондық конфигурацияға ие болуынан туындайды. Химиялық реакциялар мен формулаларды жазу кезінде алюминий үшін ең тұрақты және кең таралған күй болып табылады.
2. Периодтық кестені пайдаланып алюминий иондық зарядын қалай болжауға болады?
Алюминий иондық зарядын болжау үшін оны периодтық кестенің 13-топшасында табыңыз. Бұл топшадағы элементтер әдетте өзінің үш сыртқы электрондарынан айырылып, +3 заряд түзеді. Бұл басты топ металдары үшін қателіп айтылады және алюминий мен оған ұқсас элементтер үшін ең ықтимал зарядты тез анықтауға көмектеседі.
3. Неліктен алюминий кәдімгі қосылыстарда +1 немесе +2 иондарын түзбейді?
Алюминий жиі +1 немесе +2 иондарын түзбейді, себебі тек бір немесе екі электронды алып тастау тұрақты, благородты газ сияқты электрондық конфигурацияны қамтамасыз етпейді. Үш электронды жоғалтқаннан кейін қалған электрондар күштірек байланысады, сондықтан одан әрі жоғалту энергетикалық тұрғыдан тиімсіз болып табылады. Сондықтан +3 күйі табиғи және өнеркәсіптік ортада басым болып табылады.
4. Алюминийдің +3 заряды оның өндірісте немесе коррозияға тұрақтылықтағы шынайы қолданысына қалай әсер етеді?
Алюминийдің +3 заряды оның бетінде тұрақты оксидті қабат (алюминий оксиді) түзілуіне мүмкіндік береді, соның арқасында коррозияға тұрақтылық қасиеті жақсы болады. Бұл қасиет автомобиль өндірісі сияқты салаларда пайдаланылады, онда Шаои сияқты компаниялар анодтау сияқты күрделі беттік өңдеу әдістерінде алюминийдің химиялық қасиеттерін пайдаланып, маңызды көлік жүйелері үшін берік, жеңіл компоненттер алады.
5. Алюминий үшін иондық заряд, тотығу дәрежесі және формальды заряд арасындағы айырмашылық неде?
Иондық заряд электрондарды жоғалтқаннан кейінгі алюминий ионының нақты туындаған зарядын білдіреді (+3 Al3+ үшін). Тотығу саны иондық зарядқа ұқсас болуы мүмкін, бірақ күрделі қосылыстарда әр түрлі болуы мүмкін. Формалды заряд негізінен ковалентті Льюис құрылымдарында қолданылады және иондық қосылыстардағы шынайы зарядты көрсетпеуі мүмкін. Бұл айырмашылықтарды түсіну дұрыс химиялық талдау үшін маңызды.