알루미늄

알루미늄은 전이 전 금속과 전이 후 금속의 특성을 결합합니다. 그룹 13의 무거운 동족들처럼 금속 결합에 사용할 수 있는 전자가 적어 전이 후 금속의 특성을 가지며, 예상보다 긴 원자 간 거리를 가집니다. 또한, Al은 작고 고도로 하전된 양이온이기 때문에 강하게 극성을 띠며, 알루미늄 화합물의 결합은 공유 결합을 향하는 경향이 있습니다. 이는 베릴륨(Be)과 유사하며, 두 원소는 대각선 관계의 예시를 보여줍니다. 알루미늄의 원자가 껍질 아래에 있는 핵심은 이전의 귀족 기체의 것인 반면, 알루미늄의 무거운 동족인 갈륨, 인듐, 탈륨, 니호니움은 채워진 d-껍질과 몇몇 경우 채워진 f-껍질도 포함합니다. 따라서, 알루미늄의 내부 전자는 원자가 전자를 거의 완전히 차단하여, 알루미늄이 그룹에서 가장 전기양성도가 높습니다. 알루미늄의 수산화물은 갈륨의 수산화물보다 더 염기성이 강합니다. 알루미늄은 같은 그룹의 준금속 붕소와 약간의 유사성을 가집니다: AlX3 화합물은 BX3 화합물과 원자가 전자구조가 동일하며, 둘 다 루이스 산으로 작용하여 쉽게 첨가물을 형성합니다. 또한, 붕소 화학의 주요 모티브 중 하나는 규칙적인 icosahedral 구조이며, 알루미늄은 Al–Zn–Mg 클래스와 같은 많은 icosahedral 준결정 합금의 중요한 부분을 형성합니다. 알루미늄은 산소에 대한 높은 화학적 친화력을 가지며, 이는 알루미늄을 열전 반응의 환원제로 사용하게 합니다. 알루미늄 금속의 미세한 분말은 액체 산소와 접촉할 경우 폭발적으로 반응합니다. 그러나 정상 조건에서는 알루미늄이 얇은 산화층(~상온에서 5 nm)을 형성하여 금속을 산소, 물 또는 묽은 산으로부터의 추가 부식을 방지합니다. 이러한 과정을 수동화(passivation)라고 합니다. 부식에 대한 전반적인 저항성 때문에, 알루미늄은 미세하게 분말화된 형태로 은색 반사력을 유지하는 소수의 금속 중 하나이며, 은색 페인트의 중요한 성분이 됩니다. 알루미늄은 산화성 산에 의해 공격받지 않기 때문에, 질산, 농축 황산, 일부 유기산과 같은 시약을 보관하는 데 사용됩니다. 뜨거운 농축 염산에서 알루미늄은 물과 반응하여 수소를 발생시키며, 실온에서 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨과 반응하여 알루미나트를 형성합니다. 이러한 조건에서는 보호적인 수동화가 거의 이루어지지 않습니다. 아쿠아 레지아도 알루미늄을 녹입니다. 알루미늄은 용해된 염화물, 예를 들어 일반적인 염화 나트륨에 의해 부식되며, 이는 가정용 배관이 알루미늄으로 만들어지지 않는 이유입니다. 알루미늄의 산화층은 수은과 접촉하면 아말감화로 인해 파괴되거나, 일부 전기양성 금속의 염과 접촉하여 파괴됩니다. 따라서, 가장 강력한 알루미늄 합금은 합금된 구리와의 전기도금 반응으로 인해 부식 저항성이 떨어집니다. 알루미늄의 부식 저항성은 이종 금속의 존재 하에서 특히 수용성 염에 의해 크게 감소됩니다. 알루미늄은 가열할 경우 대부분의 비금속과 반응하여 알루미늄 질화물(AlN), 알루미늄 황화물(Al2S3), 알루미늄 할라이드(AlX3)와 같은 화합물을 형성합니다. 또한 주기율표의 모든 그룹의 금속과 다양한 금속간 화합물을 형성합니다.