铝的特殊性质

时间:2024-06-26 00:44:01

铝是最有趣的化学元素之一。之所以说它有趣,不只是因为在短短几十年里,它飞快地进入我们的日常生活,在影响国民经济的重要部门里拥有非常大的影响力,也不只是因为这种轻金属可以和镁一起用于制造飞机,而是在于它的特殊性质。铝这种元素,虽然人类认识它的时间不长,却是最重要而且分布最广的化学元素之一。

铝的特殊性质

硅氧图

我们大家都知道,不同时期,在岩块风化破坏而生成的黏土和沙子的下面,有一层包着地球的岩石地层,也就是我们常说的地壳。这个地层厚度大约为17千米,其中大陆地壳厚度较大,平均为33千米。高山、高原地区地壳更厚,最高可达70千米。平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄,厚度只有几千米。从地壳深入下去是地幔,再下去就是地核了。大陆或洲,其实就是地表岩石生成的巨大凸出部分。而在突出大陆上隆起的褶皱就是长条山脉。这层构成大陆和山脉的地壳主要成分是硅酸盐和铝硅酸盐,所以也称地壳为“硅铝层”。

硅铝层的主要组成部分是花岗岩。从重量上来看,其中氧含量大约为50%、硅为25%、铝为10%。由此可知,在所有化学元素中铝在地壳中的分布量占第三位,而在金属元素中铝占第一位。在地球上铝比铁还要多。铝、硅、氧是最主要的地壳元素,这3种元素在地壳中生成了多种矿物。这些矿物中原子的排列都遵循四面体规则:

一个硅原子或一个铝原子在四面体中心,而4个氧原子则放在4个角上。

可见,有硅氧和铝氧是两种四面体,铝在这些四面体中有两种作用:

●分布在各个硅氧四面体中,把这些四面体连起来。

●在某些四面体中占着硅的位置。

铝的特殊性质

铝和硅四面体搭配出的模型

硅氧四面体的不同配搭方法:单个的四面体,沙漏状、环状、链状、带状四面体,由六环齿轮状四面体连成的平网。

搭配的结果是生成了地壳中的多种重要矿物,这些矿物统称为铝硅酸盐。猛一看,铝、硅和氧原子排列成的复杂图形像是精细花边或像毯子的花纹,必须使用X射线才能确定矿物内部真正的结构。想想我们小时候玩耍时,石头好像就是那么个呆板样子,从来没觉得它有趣过,可现在,当我们可以钻进它的内部观察结构时,才知道石头的“内心”是多么繁复。