Hliník

náchází se ve skupině III.A
jeho elektronová konfigurace je $[N e] 3 s^{2} 3 p^{1}$
název aliminium pochází z řeckého alumen - hořká sůl
- byla tak známa sloučenina hliníku dodekahydrát síranu draselno-hlinitého $K A l (S O_{4})_{2} \cdot 12 H_{2} O$
- používala se jako stahující látka při krvácení

Zisk a výskyt hliníku

je třetím nejrozšířenějším prvkem na Zemi
v přírodě se vyskytuje jen ve sloučeninách
- nejčastěji ve formě hlinitokřemičitanů - živce a slídy
  - nefelin $N a_{2} A l_{2} S i_{2} O_{8}$
nejběžnější sloučeniny
- bauxit $A l O (O H) \cdot A l (O H)_{3}$
  - není příliš vzácný
- kryolit $N a_{3} [A l F_{6}]$
  - je mnohem vzácnější a musí se vyrábět
    - $A l_{2} O_{3} + 3 N a C O_{3} + 12 H F ⟶ 2 N a_{3} [A l F_{6}] + 3 C O_{2} + 6 H_{2} O$
    - $3 N a F + A l F_{3} ⟶ N a_{3} [A l F_{6}]$
    - $12 N a F + A l_{2} (S O_{4})_{3} ⟶ 2 N a_{3} [A l F_{6}] + 3 N a_{2} S O_{4}$
- chiolit $N a_{2} A l F_{5}$

Vlastnosti hliníku

je to stříbrobílý, lehký kov
bod tání má 660°C
ja tažný a kujný
dobře vede eleketrický proud
má nízkou hustotu a je odolný vůči povětrnostním vlivům
snadno se opracovává
jeho vlastnosti se zlepšují legováním
vyrábí se z něj slitiny s řadou kovů

Vazebné možnosti hliníku

do vazby zapojuje všechny tři valenční elektrony
stabilní je pouze v oxidačním stavu $I I I$
tvoří polární vazby s vysokým podílem kovalentnosti
- pouze s nejelektronegativnějšími prvky se podíl iontovosti zvyšuje
koordiance v jeho sloučeninách jsou tetraedrická s hybridizací $s p^{3}$ nebo okatedrická s hybridizací $s p^{3} d^{2}$
- u některých přechodně se tvořících částic je trigonální pyramidální s hybridizací $s p^{3} d$
výjmečný je případ, kdy se hliník nachází v oxidačním stavu $I$
- na vazbě se podílí jen elektron $3 p^{1}$
- takové sloučeniny jsou extrémně nestabilní a těžko studovatelné
- význam má pouze chlorid hlinný $A l C l$ , který je klíčový pro výrobu hliníku subhalogenidovou metodou

Chemické reakce hliníku

chová se jako amfoterní látka
na vzduchu je stálý
- pokrývá se vrstvičkou oxidu
  - to způsobuje i odolnost vůči vodě
  - pokud je tato vrstvička porušena, stává se kov dobrým redukčním činidlem
- zapálením práškového hliníku vzniká oxid za oslnivého plamene
může reagovat se vzdušnou vlhkostí za vzniku hydroxidu a vodíku
- $2 A l + 6 H_{2} O ⟶ 2 A l (O H_{3}) + 3 H_{2}$
s kyselinami reaguje za vzniku vodíku a příslušných solí
- s koncentrovanou kyselinou dusičnou nereaguje
  - při kontaktu se okamžitě pasivuje
- soli slabých kyselin snadno hydrolizují
- soli silných kyselin jsou proti hydrolýze odolnější
reakcí s hydroxidy tvoří komplexy (tetrahydroxidohlinitany) a uvolňuje se vodík
- $2 A l + 2 N a O H + 6 H_{2} O ⟶ 2 N a [A l (O H)_{4}] + 3 H_{2}$
jeho oxidačně-redukční vlastnosti se využívají v metalometrii
- dokáže za vysoké teploty z tavenin oxidů vytlačit jiné kovy
při vyšších teplotách reaguje ochotně s mnoha nekovy
ve vodných roztocích jeho sloučeniny existuje v různých aqua-hydroxokomplexech, které mohou mít i polyjaderný charakter

Sloučeniny hliníku

oxid hlinitý $A l_{2} O_{3}$
- připravuje se spalováním práškového hliníku na vzduchu
  - reakce je silně exotermní a provázena jasným světelným efektem
- používá se v laboratoři jako adsorbent
- má amfoterná charakter
- vyskytuje se ve dvou modifikacích
  - $γ - A l_{2} O_{3}$
    - je rozpustný v kyselinách a roztocích hydroxidů
  - $α - A l_{2} O_{3}$
    - vzniká žíháním $γ$ -modifikace
    - je těžko tavitelný a nerozpustný v kyselinách a roztocích hydroxidů
    - v přírodě se vyskytuje jako minerál korund
      - je to jedna z nejtvrdších přírodních látek
hydroxid hlinitý $A l (O H)_{3}$
- je to amfoterní látka
  - v kyselinách se rozpouští za vzniku hlinitých solí
  - reakcí se silnými hydroxidy poskytuje hydroxidohlinitany
    - $A l (O H)_{3} + N a O H ⟶ N a [A l (O H)_{4}]$
- používá se jako antacidum
halogenidy $A l X_{3}$
- v bezvodém stavu snadno hydrolizují
- ve vlhkém prostředí dýmají
- fluorid hlinitý $A l F_{3}$
  - používá se k výrobě kryolitu
  - vyrábí se neutrlizací
    - $A l (O H)_{3} + 3 H F ⟶ A l F_{3} \cdot 3 H_{2} O$
    - vzniklý hydrát se zahřívá na 400 až 500°C a převádí se na bezvodou verzi
  - je to iontová, netěkavá, nerozpustná sloučenina
  - má polymerní strukturu
- chlorid hlinitý $A l C l_{3}$
  - používá se jako výchozí látka mnoha sloučenin hliníku
  - vyrábí se zahříváním směsi oxidu hlinitého a uhlíku proudem chloru
    - $A l_{2} O_{3} + 3 C + 3 C l_{2} ⟶ 2 A l C l_{3} + 3 C O$
  - v pevném stavu a při nižších teplotách tvoří dimerní struktury
    - odobně je tomu tak u bromidu $A l B r_{3}$ a jodidu $A l I_{3}$
    - dva z šesti chlorů jsou společné oběma atomům hliníku
    - mezi atomem chloru jedné molekuly chloridu a atomem hliníku druhé molekuly hliníku vzniká koordinační vazba
      - donorem elektronového páru je chlor
  - má velké uplatnění v organické syntéze, hlavně jako katalyzátor, chlorační a kondenzační činidlo a katalyzátor při krakování a dehydrogenaci uhlovodíků
síran hlinitý $A l_{2} (S O_{4})_{3}$
- připravuje se reakcí hydroxidu hlinitého s kyselinou sírovou
- užívá se v papírenském a textilním průmyslu
- je významnou slouřeninou používanou při čiření vody
  - při čiření vody se odstraňují z vody různé nečistoty
    - i ty koloidního charakteru
  - tyto částečky se dobře zachycují na nově vzniklých vločkách hydroxidu hlinitého
    - vzniká hydrolýzou hlinitých solí
    - přirozená zásaditost vody neutralizuje vzniklé oxoniové kationty
      - případně se pH](/notes/research/chemistry/general-chemistry/chemical-reactions/ph-and-poh) dá upravit přídáním [hydroxidu vápenatého nebo uhličitanu sodného
síran draselno-hlinitý $K A l (S O_{4})_{2}$
- používa se jako adstringens
  - lokálně zužuje cévy
- může se také použít jako prostředek při čiření vody
tetrahydridohlinitany $M [A l H_{4}]$
- používají se jako specifická redukční činidla v organické i anorganické syntéze
- výrábí se přímou syntézou v roztoku tetrahydrofuranu
organokovové sloučeniny