Aluminio

Elemento químico metálico, de símbolo Al, número atómico 13, peso atómico 26.9815, que pertenece al grupo IIIA del sistema periódico. El aluminio puro es blando y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles. Las aleaciones de aluminio son ligeras, fuertes, y de fácil formación para muchos procesos de metalistería; son fáciles de ensamblar, fundir o maquinar y aceptan gran variedad de acabados. Por sus propiedades físicas, químicas y metalúrgicas, el aluminio se ha convertido en el metal no ferroso de mayor uso.

El aluminio es el elemento metálico más abundante en la Tierra y en la Luna, pero nunca se encuentra en forma libre en la naturaleza. Se halla ampliamente distribuido en las plantas y en casi todas las rocas, sobre todo en las ígneas, que contienen aluminio en forma de minerales de alúmino silicato. Cuando estos minerales se disuelven, según las condiciones químicas, es posible precipitar el aluminio en forma de arcillas minerales, hidróxidos de aluminio o ambos. En esas condiciones se forman las bauxitas que sirven de materia prima fundamental en la producción de aluminio.

El aluminio es un metal plateado con una densidad de 2.70 g/cm³ a 20ºC (1.56 oz/in³ a 68ºF). El que existe en la naturaleza consta de un solo isótopo, ²⁷₁₃Al. El aluminio cristaliza en una estructura cúbica centrada en las caras, con lados de longitud de 4.0495 angstroms. (0.40495 nanómetros). El aluminio se conoce por su alta conductividad eléctrica y térmica, lo mismo que por su gran reflectividad.

La configuración electrónica del elemento es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹. El aluminio muestra una valencia de 3+ en todos sus compuestos, exceptuadas unas cuantas especies monovalentes y divalentes gaseosas a altas temperaturas.

El aluminio es estable al aire y resistente a la corrosión por el agua de mar, a muchas soluciones acuosas y otros agentes químicos. Esto se debe a la protección del metal por una capa impenetrable de óxido. A una pureza superior al 99.95%, resiste el ataque de la mayor parte de los ácidos, pero se disuelve en agua regia. Su capa de óxido se disuelve en soluciones alcalinas y la corrosión es rápida.

El aluminio es anfótero y puede reaccionar con ácidos minerales para formar sales solubles con desprendimiento de hidrógeno.

El aluminio fundido puede tener reacciones explosivas con agua. El metal fundido no debe entrar en contacto con herramientas ni con contenedores húmedos.

A temperaturas altas, reduce muchos compuestos que contienen oxígeno, sobre todo los óxidos metálicos. Estas reacciones se aprovechan en la manufactura de ciertos metales y aleaciones.

Su aplicación en la construcción representa el mercado más grande de la industria del aluminio. Millares de casas emplean el aluminio en puertas, cerraduras, ventanas, pantallas, boquillas y canales de desagüe. El aluminio es también uno de los productos más importantes en la construcción industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado. Muchos aviones comerciales y militares están hechos casi en su totalidad de aluminio. En los automóviles, el aluminio aparece en interiores y exteriores como molduras, parrillas, llantas (rines), acondicionadores de aire, transmisiones automáticas y algunos radiadores, bloques de motor y paneles de carrocería. Se encuentra también en carrocerías, transporte rápido sobre rieles, ruedas formadas para camiones, vagones, contenedores de carga y señales de carretera, división de carriles y alumbrado. En la industria aeroespacial, el aluminio también se encuentra en motores de aeroplanos, estructuras, cubiertas y trenes de aterrizaje e interiores; a menudo cerca de 80% del peso del avión es de aluminio. La industria de empaques para alimentos es un mercado en crecimiento rápido.

En las aplicaciones eléctricas, los alambres y cables de aluminio son los productos principales. Se encuentra en el hogar en forma de utensilios de cocina, papel de aluminio, herramientas, aparatos portátiles, acondicionadores de aire, congeladores, refrigeradores, y en equipo deportivo como esquíes y raquetas de tenis.

Existen cientos de aplicaciones químicas del aluminio y sus compuestos. El aluminio en polvo se usa en pinturas, combustible para cohetes y explosivos y como reductor químico.

Propiedades del aluminio

El aluminio pertenece al grupo de elementos metálicos conocido como metales del bloque p que están situados junto a los metaloides o semimetales en la tabla periódica. Este tipo de elementos tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos, propiedades que también se pueden atribuir al aluminio, dado que forma parte de este grupo de elementos.

El estado del aluminio en su forma natural es sólido. El aluminio es un elmento químico de aspecto plateado y pertenece al grupo de los metales del bloque p. El número atómico del aluminio es 13. El símbolo químico del aluminio es Al. El punto de fusión del aluminio es de 933,47 grados Kelvin o de 661,32 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del aluminio es de 2792 grados Kelvin o de 2519,85 grados celsius o grados centígrados.

Usos del aluminio

El aluminio es un metal importante para una gran cantidad de industrias. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el hidrógeno, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:

• El aluminio metálico es muy útil para el envasado. Se utiliza para fabricar latas y papel de aluminio.
• El borohidruro de aluminio se añade al combustible de aviación.
• El cableado eléctrico se hace a veces a partir de aluminio o de una combinación de aluminio y cobre.
• Muchos de los utensilios del hogar están hechos de aluminio. Cubiertos, utensilios de cocina, bates de béisbol y relojes se hacen habitualmente de aluminio.
• El gas hidrógeno, un combustible importante en los cohetes, puede obtenerse por reacción de aluminio con ácido clorhídrico.
• El aluminio de pureza extra (99,980 a 99,999% de aluminio puro) se utiliza en equipos electrónicos y soportes digitales de reproducción de música.
• Muchas piezas de coche, avión, camión, tren, barco y bicicleta están hechos de aluminio.
• Algunos países tienen monedas en que están hechos de aluminio o una combinación (aleación) de cobre y aluminio.
• El aluminio es muy bueno para absorber el calor. Por lo tanto, se utiliza en la electrónica (por ejemplo en ordenadores) y transistores como disipador de calor para evitar el sobrecalentamiento.
• Las luces de la calle y los mástiles de barcos de vela son normalmente de aluminio.
• El borato de aluminio se utiliza en la fabricación de vidrio y cerámica.
• Otros compuestos de aluminio se utilizan en pastillas antiácidas, purificación de agua, fabricación de papel, fabricación de pinturas y fabricación de piedras preciosas sintéticas.

Propiedades atómicas del aluminio

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el aluminio dentro de la tabla periódica de los elementos, el aluminio se encuentra en el grupo 13 y periodo 3. El aluminio tiene una masa atómica de 26,9815386 u.

La configuración electrónica del aluminio es [Ne]3s23p1. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del aluminio es de 125 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 118 pm y su radio covalente es de 118 pm. El aluminio tiene un total de 13 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones y en su tercera capa tiene 3 electrones.

Características del aluminio

A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el aluminio.

Aluminio
Símbolo químico	Al
Número atómico	13
Grupo	13
Periodo	3
Aspecto	plateado
Bloque	p
Densidad	2698.4 kg/m3
Masa atómica	26.9815386 u
Radio medio	125 pm
Radio atómico	118
Radio covalente	118 pm
Configuración electrónica	[Ne]3s23p1
Electrones por capa	2, 8, 3
Estados de oxidación	3
Óxido	anfótero
Estructura cristalina	cúbica centrada en las caras
Estado	sólido
Punto de fusión	933.47 K
Punto de ebullición	2792 K
Calor de fusión	10.79 kJ/mol
Presión de vapor	2,42 × 10-6Pa a 577 K
Volumen molar	10,00×10-6m3/mol
Electronegatividad	1,61
Calor específico	900 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	37,7 × 106S/m
Conductividad térmica	237 W/(K·m)