| Symbool | Al |
|---|---|
| Atoomnummer | 13 |
| Atoommassa | 26,982 u |
| Categorie | Hoofdgroepmetaal |
| Groep | 13 |
| Periode | 3 |
| Blok | p-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 660,32 °C |
| Kookpunt | 2519 °C |
| Dichtheid | 2,70 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Ne] 3s2 3p1 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 3 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,61 |
| Oxidatiegetallen | +3 |
| Ontdekt | 1825 door Hans Christian Ørsted (1825), Friedrich Wöhler (zuiverder in 1827) |
| Engelse naam | Aluminium |
Eigenschappen van aluminium
Aluminium is een zilverwit, zacht en goed vervormbaar metaal met een dichtheid van slechts 2,70 g/cm³, ongeveer een derde van die van staal. Het geleidt elektriciteit ongeveer 60 procent zo goed als koper, maar per kilogram juist beter. Hoewel aluminium chemisch een onedel en reactief metaal is, roest het in de praktijk niet: aan de lucht vormt zich direct een flinterdun, hard laagje aluminiumoxide (Al2O3) dat het metaal eronder afschermt. Door anodiseren maakt men die laag dikker en kan men haar kleuren. Aluminium is amfoteer: het lost op in zowel sterke zuren als sterke basen, waarbij waterstof ontstaat. Fijn aluminiumpoeder brandt fel en levert in de thermietreactie met ijzeroxide genoeg hitte om staal te smelten. In verbindingen heeft aluminium bijna altijd oxidatiegetal +3. Puur aluminium is vrij zwak; legeringen met koper, magnesium, silicium of zink zijn veel sterker en worden in de bouw en luchtvaart gebruikt. Er is één stabiele isotoop, aluminium-27.
Naam. De naam komt van het Latijnse ‘alumen’ (aluin), een aluminiumhoudend zout dat al in de oudheid werd gebruikt om stoffen te verven en wonden te stelpen.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Aluminium staat in periode 3 en groep 13 (boorgroep) van het periodiek systeem, in het p-blok.
Een neutraal atoom heeft 13 protonen in de kern en 13 elektronen, verdeeld over 3 schillen: 2, 8, 3. Het periodenummer (3) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 13 staat, heeft Aluminium 3 valentie-elektronen in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Magnesium (Mg, 12); rechts/erna: Silicium (Si, 14); erboven in dezelfde groep: Boor (B); eronder in dezelfde groep: Gallium (Ga).
Andere elementen in groep 13: Boor, Gallium, Indium, Thallium, Nihonium.
Voorkomen
Aluminium is na zuurstof en silicium het derde element in de aardkorst, met ongeveer 8 massaprocent. Het zit in veldspaten, klei, mica en edelstenen als robijn en saffier (kristallijn aluminiumoxide). Het belangrijkste erts is bauxiet, dat vooral in Australië, Guinee, China en Brazilië wordt gedolven. Via het Bayer-proces wordt daaruit zuiver aluminiumoxide gemaakt, dat in het Hall-Héroult-proces, opgelost in gesmolten kryoliet, met elektrolyse tot metaal wordt omgezet. Dat kost veel elektriciteit, zo’n 13 tot 15 kWh per kilo. Recyclen bespaart ongeveer 95 procent van die energie, en aluminium kan eindeloos worden hergebruikt.
Toepassingen
- Verpakkingen zoals drankblikjes, aluminiumfolie en koffiecups, omdat het licht, dicht en goed recyclebaar is.
- Vliegtuigen, treinen en steeds meer auto’s bevatten aluminiumlegeringen om gewicht en dus brandstof te besparen.
- Bovengrondse hoogspanningskabels zijn van aluminium (vaak met een stalen kern), omdat het lichter en goedkoper is dan koper.
- In de bouw wordt aluminium gebruikt voor kozijnen, gevelbekleding en zonnepaneelframes.
- Pannen, fietsonderdelen, smartphones en laptops hebben vaak een aluminium behuizing.
- De thermietreactie met aluminiumpoeder wordt gebruikt om spoorrails aan elkaar te lassen.
Veelgestelde vragen
Waarom roest aluminium niet?
Aluminium reageert wel met zuurstof, maar het oxidelaagje dat ontstaat is dun, hard en sluit het metaal volledig af. Anders dan bij ijzerroest, dat poreus is en afbladdert, stopt de reactie daardoor meteen. Wordt het laagje beschadigd, dan herstelt het zich binnen een fractie van een seconde.
Is aluminium magnetisch?
Nee, aluminium wordt niet door een gewone magneet aangetrokken. Het is wel zwak paramagnetisch, maar dat merk je in het dagelijks leven niet. Een bewegende sterke magneet wekt in aluminium wel wervelstromen op die de beweging afremmen. Zo werkt bijvoorbeeld het scheiden van blikjes uit afval.
Is koken in aluminium pannen ongezond?
Bij normaal gebruik komt er heel weinig aluminium in je eten, ruim onder de veilige grenzen. Zure of zoute gerechten lang bewaren in aluminium folie of pannen kan wel meer aluminium laten oplossen. Daarom wordt aangeraden zure etenswaren zoals tomatensaus niet lang in aluminium te bewaren.