Какова молярная масса алюминия? Как он соотносится с другими элементами?

Введите свой адрес электронной почты в поле ниже, чтобы каждый день получать самые умопомрачительные истории и видео о животных прямо на ваш почтовый ящик.

Представьте себе мир без алюминия. Этот металл, самый распространенный на планете, составляет более восьми процентов земной коры. Мы используем алюминий, также известный в Великобритании как алюминий, для производства бесчисленного количества продуктов. К ним относятся алюминиевая фольга, банки и другие контейнеры, компьютеры и другая электроника, здания, самолеты, холодильники и кондиционеры, медицинское оборудование, автомобильные детали и многое другое. И все же алюминий, каким мы его знаем, в природе не встречается. Вместо этого алюминий образует такие соединения, как оксиды, из которых нам приходится извлекать полезный металл, используя значительную энергию.

©HT Ganzo/iStock через Getty Images

В этой статье вы узнаете молярную массу алюминия, обозначенную символом Al. Мы разберемся, что это значит и почему это важно. Каждое чистое вещество, то есть каждый элемент и каждое соединение, имеет молярную массу. Молярная масса вещества влияет на его физические и химические свойства. Молярная масса вещества — это просто масса в граммах одного моля этого вещества.

Моль в химии — это определенное количество частиц. Эти частицы могут быть либо атомами, либо молекулами. Число частиц в моле постоянно, то есть каждый раз одно и то же. Точное количество частиц в каждом моле вещества составляет примерно 6,022 × 1023 единиц, также известное как число Авогадро или константа Авогадро. Эта константа названа в честь итальянского учёного Амадео Авогадро, который первым описал это число и его значение. Число Авогадро важно для понимания химии и того, как устроен мир.

Молярная масса алюминия составляет примерно 26,98 грамма на моль. Это значение выводится из атомного веса элемента, указанного в таблице Менделеева. Один моль атомов алюминия, или 6,022×1023 атомов алюминия, имеет массу примерно 26,98 грамма. Чтобы лучше это понять, давайте сравним алюминий с наименьшим из известных элементов — водородом. Один моль атомов водорода имеет молярную массу примерно один грамм.

Водород – первый элемент таблицы Менделеева. Каждый атом водорода имеет только один протон и не имеет нейтронов. У водорода также есть один электрон, но крошечные электроны имеют незначительную массу. Однако одиночный протон имеет массу примерно одну атомную единицу массы. Один моль атомов водорода имеет массу 1,00784 грамма на моль, которую для большинства целей можно округлить до 1 грамма на моль.

Алюминий — 13-й элемент таблицы Менделеева. Его атомный номер 13 и ровно 13 протонов. Практически все атомы алюминия в природе встречаются в виде стабильного изотопа 27Al и имеют 14 нейтронов. Незначительная часть встречается в виде радиоактивного изотопа 26Al, имеющего 13 нейтронов. Поскольку и протоны, и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, а электроны имеют незначительную массу, мы можем ожидать, что молярная масса 27Al с 13 протонами и 14 нейтронами составит около 27 граммов на моль. Рассчитанная масса одного моля атомов алюминия немного меньше, примерно 26,98 грамма на моль, поскольку небольшой процент встречающихся в природе атомов 26Al несколько снижает молярную массу.

Большинство элементов таблицы Менделеева существуют более чем в одной известной форме. Некоторые из этих форм встречаются в природе, а другие могут быть изготовлены в лаборатории. Эти разные формы каждого элемента, называемые изотопами, имеют одинаковое количество протонов. Однако каждый изотоп имеет разное количество нейтронов. Алюминий имеет 22 известных изотопа, от девяти до 30 нейтронов. Большинство из них нестабильны, недолговечны и не встречаются в природе. В природе существуют только 27Al с 14 нейтронами и 26Al с 13 нейтронами. А стабильный изотоп 27Al содержит почти 100 процентов встречающихся в природе атомов алюминия.

Чтобы определить молярную массу элемента, необходимо рассчитать среднее значение всех различных природных изотопов этого элемента. Но это среднее значение должно также учитывать процент встречающихся в природе атомов, которые представляет каждый изотоп. В алюминии на 27Al приходится гораздо больше, чем на 26Al, при этом на 26Al приходится менее 1 процента встречающегося в природе элемента.