O Alumínio é um metal branco prateado, macio, não magnético e dúctil do grupo do boro. Em massa, o alumínio representa cerca de 8% da crosta terrestre; é o terceiro elemento mais abundante depois do oxigênio e do silício e o metal mais abundante na crosta, embora seja menos comum no manto abaixo.
Cerca de 70% das fuselagens de aeronaves civis comerciais são feitas de ligas de alumínio, e sem alumínio a aviação civil não seria economicamente viável. O alumínio é extraído do principal minério, a bauxita. Depósitos significativos de bauxita são encontrados em toda a Austrália, Caribe, África, China e América do Sul.
Prótons e nêutrons no Alumínio
O Alumínio é um elemento químico com número atômico 13, o que significa que existem 13 prótons em seu núcleo. O número total de prótons no núcleo é chamado de número atômico do átomo e recebe o símbolo Z. A carga elétrica total do núcleo é, portanto, +Ze, onde e (carga elementar) é igual a 1,602 x 10-19 coulombs.
O número total de nêutrons no núcleo de um átomo é chamado de número de nêutrons do átomo e recebe o símbolo N. O número de nêutrons mais o número atômico é igual ao número de massa atômica: N+Z=A. A diferença entre o número de nêutrons e o número atômico é conhecida como excesso de nêutrons: D = N – Z = A – 2Z.
Para elementos estáveis, geralmente há uma variedade de isótopos estáveis. Isótopos são nuclídeos que possuem o mesmo número atômico e, portanto, são o mesmo elemento, mas diferem no número de nêutrons. Números de massa de isótopos típicos de Alumínio são 27.
Principais Isótopos do Alumínio
Dos isótopos de Alumínio, apenas o 27Al é estável. Isso é consistente com o alumínio ter um número atômico ímpar. Apenas 27Al (isótopo estável) e 26Al (isótopo radioativo, t1/2 = 7,2×105 a) ocorrem naturalmente, no entanto 27Al compreende quase todo o alumínio natural. Com exceção do 26Al, todos os radioisótopos têm meia-vida inferior a 7 minutos, a maioria inferior a um segundo.
O Alumínio-27 é composto por 13 prótons, 14 nêutrons e 13 elétrons. É o único isótopo de alumínio primordial, ou seja, o único que existiu na Terra em sua forma atual desde a formação do planeta. Quase todo o alumínio na Terra está presente como este isótopo, o que o torna um elemento mononuclídico.
O Alumínio-26 é composto por 13 prótons, 13 nêutrons e 13 elétrons. O alumínio-26 cosmogênico foi aplicado pela primeira vez em estudos da Lua e de meteoritos. Fragmentos de meteoritos, após a partida de seus corpos originais, são expostos a intenso bombardeio de raios cósmicos durante sua viagem pelo espaço, causando produção substancial de 26Al. Depois de cair na Terra, a blindagem atmosférica protege os fragmentos do meteorito da produção adicional de 26Al, e sua decomposição pode então ser usada para determinar a idade terrestre do meteorito.
isótopos estáveis
| Isótopo | Abundância | número de nêutrons |
| 27Al | 100% | 14 |
Isótopos Instáveis Típicos
| Isótopo | Meia-vida | Modo Decaimento | produtos |
| 26Al | 7,17×105 a | decaimento de pósitrons | 26Mg |
| 28Al | 2,245 (5) min | decaimento beta | 28Si |
Elétrons e configuração eletrônica
O número de elétrons em um átomo eletricamente neutro é o mesmo que o número de prótons no núcleo. Portanto, o número de elétrons no átomo neutro do Alumínio é 13. Cada elétron é influenciado pelos campos elétricos produzidos pela carga nuclear positiva e os outros (Z – 1) elétrons negativos no átomo.
Como o número de elétrons e seu arranjo são responsáveis pelo comportamento químico dos átomos, o número atômico identifica os vários elementos químicos. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas de elétrons de cada elemento, particularmente na camada de valência mais externa, é o fator primário na determinação de seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.
A configuração eletrônica do Alumínio é [Ne] 3s2 3p1.
Os possíveis estados de oxidação são -2; -1; +1; +2; +3.
Um átomo de alumínio tem 13 elétrons, dispostos em uma configuração eletrônica de [Ne] 3s2 3p1, com três elétrons além de uma configuração estável de gás nobre. O alumínio pode ceder com relativa facilidade seus três elétrons mais externos em muitas reações químicas (veja abaixo). A eletronegatividade do alumínio é 1,61 (escala de Pauling). A grande maioria dos compostos, incluindo todos os minerais contendo alumínio e todos os compostos de alumínio comercialmente significativos, apresentam alumínio no estado de oxidação 3+. O número de coordenação de tais compostos varia, mas geralmente o Al3+ tem seis ou quatro coordenadas. Quase todos os compostos de alumínio(III) são incolores.
Liga de Alumínio mais comum
Em geral, as ligas de Alumínio da série 6000 são ligadas com magnésio e silício. A liga 6061 é uma das ligas mais utilizadas na série 6000. Tem boas propriedades mecânicas, é fácil de usinar, é soldável e pode ser endurecido por precipitação, mas não às altas resistências que 2000 e 7000 podem atingir. Tem muito boa resistência à corrosão e muito boa soldabilidade, embora resistência reduzida na zona de solda. As propriedades mecânicas do 6061 dependem muito da têmpera ou tratamento térmico do material. Em comparação com a liga 2024, a liga 6061 é mais facilmente trabalhada e permanece resistente à corrosão mesmo quando a superfície é desgastada.
Um próton é uma das partículas subatômicas que compõem a matéria. No universo, os prótons são abundantes, constituindo cerca de metade de toda a matéria visível. Ele tem uma carga elétrica positiva (+1e) e uma massa de repouso igual a 1,67262 × 10−27 kg (938,272 MeV/c2) — ligeiramente mais leve que a do nêutron, mas quase 1,836 vezes maior que a do elétron. O próton tem um raio quadrado médio de cerca de 0,87 × 10−15 m, ou 0,87 fm, e é um spin – ½ férmion.
Os prótons existem nos núcleos de átomos típicos, junto com suas contrapartes neutras, os nêutrons. Nêutrons e prótons, comumente chamados de núcleons, estão unidos no núcleo atômico, onde representam 99,9% da massa do átomo. A pesquisa em física de partículas de alta energia no século 20 revelou que nem o nêutron nem o próton não são o menor bloco de construção da matéria.
A tabela periódica é uma exibição tabular dos elementos químicos organizados com base em seus números atômicos, configurações eletrônicas e propriedades químicas. A configuração eletrônica é a distribuição de elétrons de um átomo ou molécula (ou outra estrutura física) em orbitais atômicos ou moleculares. O conhecimento da configuração eletrônica de diferentes átomos é útil para entender a estrutura da tabela periódica dos elementos.
Todo sólido, líquido, gás e plasma é composto de átomos neutros ou ionizados. As propriedades químicas do átomo são determinadas pelo número de prótons, na verdade, pelo número e disposição dos elétrons. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas de elétrons de cada elemento, particularmente na camada de valência mais externa, é o fator primário na determinação de seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.
É o princípio de exclusão de Pauli que exige que os elétrons de um átomo ocupem diferentes níveis de energia, em vez de todos se condensarem no estado fundamental. A ordenação dos elétrons no estado fundamental de átomos multieletrônicos começa com o estado de energia mais baixo (estado fundamental) e se move progressivamente a partir daí na escala de energia até que cada um dos elétrons do átomo receba um conjunto único de números quânticos. Este fato tem implicações importantes para a construção da tabela periódica dos elementos.
As duas primeiras colunas do lado esquerdo da tabela periódica são onde os subníveis s estão sendo ocupados. Por causa disso, as duas primeiras linhas da tabela periódica são rotuladas como o bloco s. Da mesma forma, o bloco p são as seis colunas mais à direita da tabela periódica, o bloco d são as 10 colunas intermediárias da tabela periódica, enquanto o bloco f é a seção de 14 colunas que normalmente é descrita como separada do corpo principal da tabela periódica. Poderia ser parte do corpo principal, mas então a tabela periódica seria bastante longa e complicada.
Para átomos com muitos elétrons, essa notação pode se tornar extensa e, portanto, uma notação abreviada é usada. A configuração eletrônica pode ser visualizada como os elétrons do núcleo, equivalentes ao gás nobre do período anterior, e os elétrons de valência (por exemplo, [Xe] 6s2 para o bário).
Estados de Oxidação
Os estados de oxidação são tipicamente representados por números inteiros que podem ser positivos, zero ou negativos. A maioria dos elementos tem mais de um estado de oxidação possível. Por exemplo, o carbono tem nove possíveis estados inteiros de oxidação de -4 a +4.
A definição atual do IUPAC Gold Book de estado de oxidação é:
“O estado de oxidação de um átomo é a carga desse átomo após a aproximação iônica de suas ligações heteronucleares…”
e o termo número de oxidação é quase sinônimo. Um elemento que não é combinado com nenhum outro elemento diferente tem um estado de oxidação de 0. O estado de oxidação 0 ocorre para todos os elementos – é simplesmente o elemento em sua forma elementar. Um átomo de um elemento em um composto terá um estado de oxidação positivo se tiver seus elétrons removidos. Da mesma forma, a adição de elétrons resulta em um estado de oxidação negativo. Também distinguimos entre os estados de oxidação possíveis e comuns de cada elemento. Por exemplo, o silício tem nove possíveis estados inteiros de oxidação de -4 a +4, mas apenas -4, 0 e +4 são estados de oxidação comuns.
Resumo
| Elemento | Alumínio |
| Número de prótons | 13 |
| Número de nêutrons (isótopos típicos) | 27 |
| Número de elétrons | 13 |
| configuração eletrônica | [Ne] 3s2 3p1 |
| Estados de oxidação | -2; -1; +1; +2; +3 |
Fonte: www.luciteria.com
Outras propriedades do Alumínio
