Alumínio

O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se forma rapidamente quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não magnético, e não cria faíscas quando exposto a atrito. O alumínio puro possui tensão de cerca de 19 megapascal (MPa) e 400 MPa se inserido dentro de uma liga. A sua densidade é aproximadamente de um terço do aço ou cobre. É muito maleável, muito dúctil, apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido. É o segundo metal mais maleável, sendo o primeiro o ouro, e o sexto mais dúctil. Por ser um bom condutor de calor, é muito utilizado em panelas de cozinha.

O alumínio puro é mais dúctil em relação ao aço , porém suas ligas com pequenas quantidades de cobre, manganês, silício, magnésio e outros elementos apresentam uma grande quantidade de características adequadas às mais diversas aplicações. Estas ligas constituem o material principal para a produção de muitos componentes dos aviões e foguetes. Quando se evapora o alumínio no vácuo, forma-se um revestimento que reflete tanto a luz visível como a infravermelha, sendo o processo mais utilizado para a fabricação de refletores automotivos , por exemplo. Como a capa de óxido que se forma impede a deterioração do revestimento, utiliza-se o alumínio para a fabricação de espelhos de telescópios, em substituição aos de prata. Devido à sua grande reatividade química é usado, quando finamente pulverizado, como combustível sólido para foguetes e para a produção de explosivos. Ainda usado como ânodo de sacrifício e em processos de aluminotermia para a obtenção de metais. Outros usos do alumínio são: Meios de Transporte: Como elementos estruturais em aviões, barcos, automóveis, bicicletas, tanques, blindagens e outros; na Europa têm sido utilizado com frequência para formar caixas de trens; Embalagens: Papel-alumínio, latas, embalagens Tetra Pak e outras; Construção civil: Janelas, portas, divisórias, grades e outros; Bens de uso: Utensílios de cozinha, ferramentas e outros; Transmissão elétrica: Ainda que a condutibilidade elétrica do alumínio seja 60% menor que a do cobre, o seu uso em redes de transmissão elétricas de alta tensão é compensado pelo seu menor custo e densidade, permitindo maior distância entre as torres de transmissão, onde é aplicado revestindo um feixe de arame de aço que suporta a força de estiramento e deixa o conjunto insensível aos ventos; Como recipientes criogênicos até -200 °C e, no sentido oposto, para a fabricação de caldeiras; Observação: As ligas de alumínio assumem diversas formas como a duralumínio; Descobriu-se recentemente que ligas de gálio-alumínio em contato com água produzem uma reação química dando como resultado hidrogênio, por impedir a formação de camada protetora (passivadora) de óxido de alumínio e fazendo o alumínio se comportar similarmente a um metal alcalino como o sódio ou o potássio. Tal propriedade é pesquisada como fonte de hidrogênio para motores, em substituição aos derivados de petróleo e outros combustíveis de motores de combustão interna.

O alumínio combina características de metais de transição e pós-transição. Como tem poucos elétrons disponíveis para ligação metálica, como seus congêneres mais pesados do grupo 13, possui as características físicas de um metal pós-transição, com distâncias interatômicas mais longas do que o esperado. Além disso, como Al é um cátion pequeno e altamente carregado, é fortemente polarizante e as ligações nos compostos de alumínio tendem a ser covalentes; este comportamento é semelhante ao do berílio (Be), e os dois apresentam um exemplo de relação diagonal. O núcleo subjacente sob a camada de valência do alumínio é o do gás nobre precedente, enquanto os de seus congêneres mais pesados, gálio, índio, tálio e nihônio, também incluem uma subcamada d preenchida e, em alguns casos, uma subcamada f preenchida. Portanto, os elétrons internos do alumínio protegem os elétrons de valência quase completamente, ao contrário dos congêneres mais pesados do alumínio. Sendo assim, o alumínio é o metal mais eletropositivo de seu grupo, e seu hidróxido é, de fato, mais básico do que o do gálio. O alumínio também apresenta pequenas semelhanças com o metalóide boro do mesmo grupo: compostos de AlX3 são isoeletrônicos com os compostos de BX3 (eles têm a mesma estrutura eletrônica de valência), e ambos se comportam como ácidos de Lewis e formam adutos facilmente. Além disso, um dos principais motivos da química do boro são estruturas icosaédricas regulares, e o alumínio forma uma parte importante de muitas ligas de quasicristais icosaédricas, incluindo a classe Al–Zn–Mg. O alumínio tem alta afinidade química com o oxigênio, o que o torna adequado para uso como agente redutor na reação termítica. Um pó fino de alumínio metálico reage explosivamente em contato com oxigênio líquido; sob condições normais, no entanto, o alumínio forma uma fina camada de óxido (~5 nm à temperatura ambiente) que protege o metal de corrosão adicional por oxigênio, água ou ácido diluído, um processo denominado passivação. Devido à sua resistência geral à corrosão, o alumínio é um dos poucos metais que mantém a refletância prateada em forma de pó fino, tornando-se um componente importante de tintas prateadas. O alumínio não é atacado por ácidos oxidantes devido à sua passivação. Isso permite que o alumínio seja usado para armazenar reagentes como ácido nítrico, ácido sulfúrico concentrado e alguns ácidos orgânicos. Em ácido clorídrico concentrado e quente, o alumínio reage com a água com liberação de hidrogênio, e em hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio aquoso à temperatura ambiente para formar aluminatos—a passivação protetora nessas condições é negligenciável. A água régia também dissolve o alumínio. O alumínio é corroído por cloretos dissolvidos, como o cloreto de sódio comum, razão pela qual a tubulação doméstica nunca é feita de alumínio. A camada de óxido no alumínio também é destruída por contato com mercúrio devido à amalgamação ou com sais de alguns metais eletropositivos. Assim, as ligas de alumínio mais fortes são menos resistentes à corrosão devido às reações galvânicas com o cobre ligado, e a resistência à corrosão do alumínio é bastante reduzida por sais aquosos, particularmente na presença de metais dissimilares. O alumínio reage com a maioria dos não-metais mediante aquecimento, formando compostos como nitreto de alumínio (AlN), sulfeto de alumínio (Al2S3) e os haletos de alumínio (AlX3). Também forma uma ampla gama de compostos intermetálicos envolvendo metais de todos os grupos da tabela periódica.