อะลูมิเนียม
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
|
|||||||||||||||||||||||||
ทั่วไป | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ชื่อ, สัญลักษณ์, หมายเลข | อะลูมิเนียม, Al, 13 | ||||||||||||||||||||||||
อนุกรมเคมี | โลหะหลังทรานซิชั่น | ||||||||||||||||||||||||
หมู่, คาบ, บล็อก | 13, 3, p | ||||||||||||||||||||||||
ลักษณะ | มันวาว![]() |
||||||||||||||||||||||||
มวลอะตอม | 26.9815386(8) กรัม/โมล | ||||||||||||||||||||||||
การจัดเรียงอิเล็กตรอน | [Ne] 3s2 3p1 | ||||||||||||||||||||||||
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน | 2, 8, 3 x | ||||||||||||||||||||||||
คุณสมบัติทางกายภาพ | |||||||||||||||||||||||||
เฟส | ของแข็ง | ||||||||||||||||||||||||
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.) | 2.70 ก./ซม.³ | ||||||||||||||||||||||||
ความหนาแน่นของของเหลวที่m.p. | 2.375 ก./ซม.³ | ||||||||||||||||||||||||
จุดหลอมเหลว | 933.47 K (660.32 °C) |
||||||||||||||||||||||||
จุดเดือด | 2792 K(2519 °C) | ||||||||||||||||||||||||
ความร้อนของการหลอมเหลว | 10.71 กิโลจูล/โมล | ||||||||||||||||||||||||
ความร้อนของการกลายเป็นไอ | 294.0 กิโลจูล/โมล | ||||||||||||||||||||||||
ความร้อนจำเพาะ | (25 °C) 24.200 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
คุณสมบัติของอะตอม | |||||||||||||||||||||||||
โครงสร้างผลึก | cubic face centered | ||||||||||||||||||||||||
สถานะออกซิเดชัน | 3 (amphoteric oxide) |
||||||||||||||||||||||||
อิเล็กโตรเนกาติวิตี | 1.61 (Pauling scale) | ||||||||||||||||||||||||
พลังงานไอออไนเซชัน (เพิ่มเติม) |
ระดับที่ 1: 577.5 กิโลจูล/โมล | ||||||||||||||||||||||||
ระดับที่ 2: 1816.7 กิโลจูล/โมล | |||||||||||||||||||||||||
ระดับที่ 3: 2744.8 กิโลจูล/โมล | |||||||||||||||||||||||||
รัศมีอะตอม | 125 pm | ||||||||||||||||||||||||
รัศมีอะตอม (คำนวณ) | 118 pm | ||||||||||||||||||||||||
รัศมีโควาเลนต์ | 118 pm | ||||||||||||||||||||||||
อื่น ๆ | |||||||||||||||||||||||||
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก | paramagnetic | ||||||||||||||||||||||||
ความต้านทานไฟฟ้า | (20 °C) 26.50 nΩ·m | ||||||||||||||||||||||||
การนำความร้อน | (300 K) 237 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
การขยายตัวจากความร้อน | (25 °C) 23.1 µm/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
ความเร็วเสียง (thin rod) | (r.t.) (rolled) 5000 m/s | ||||||||||||||||||||||||
โมดูลัสของยังก์ | 70 GPa | ||||||||||||||||||||||||
โมดูลัสของแรงเฉือน | 26 GPa | ||||||||||||||||||||||||
โมดูลัสของแรงบีบอัด | 76 GPa | ||||||||||||||||||||||||
อัตราส่วนปัวซอง | 0.35 | ||||||||||||||||||||||||
ความแข็งโมห์ส | 2.75 | ||||||||||||||||||||||||
ความแข็งวิกเกอร์ส | 167 MPa | ||||||||||||||||||||||||
ความแข็งบริเนล | 245 MPa | ||||||||||||||||||||||||
เลขทะเบียน CAS | 7429-90-5 | ||||||||||||||||||||||||
ไอโซโทปที่น่าสนใจ | |||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
แหล่งอ้างอิง |
อะลูมิเนียม (ภาษาอังกฤษสะกดได้ว่า aluminium หรือ aluminum ในอเมริกาเหนือ) คือธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ Al และมีเลขอะตอม 13 เป็นโลหะหลังทรานซิชั่นที่มันวาวและอ่อนดัดง่าย ในธรรมชาติอะลูมิเนียมพบในรูปแร่บอกไซต์เป็นหลัก และมีคุณสมบัติเด่น คือ ต่อต้านการออกซิเดชันเป็นเยี่ยม (เนื่องจากปรากฏการณ์ passivation) แข็งแรง และน้ำหนักเบา มีการใช้อะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมหลายประเภท เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ มากมาย และอะลูมิเนียมสำคัญต่อเศรษฐกิจโลกอย่างมาก ชิ้นส่วนโครงสร้างที่ผลิตจากอะลูมิเนียมสำคัญต่ออุตสาหกรรมอากาศยาน และสำคัญในด้านอื่น ๆ ของการขนส่งและการสร้างอาคาร ซึ่งต้องการน้ำหนักเบา ความทนทาน และความแข็งแรง
[แก้] คุณสมบัติ
อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่อาอนและเบาที่มีลักษณะไม่เป็นเงา เนื่องจากเกิดการออกซิเดชันชั้นบาง ๆ ที่เกิดขึ้นเร็วเมื่อสัมผัสกับอากาศ โลหะอะลูมิเนียมไม่เป็นสารพิษ ไม่เป็นแม่เหล็ก และไม่เกิดประกายไฟ อะลูมีเนียมบริสุทธิ์มีแรงต้านการดึงประมาณ 49 ล้านปาสกาล (MPa) และ 400 MPa ถ้าทำเป็นโลหะผสม อะลูมีเนียมมีความหนาแน่นเป็น 1/3 ของเหล็กกล้าและทองแดง อ่อน สามารถดัดได้ง่าย สามารถกลึงและหล่อแบบได้ง่าย และมีความสามารถต่อต้านการกร่อนและความทนเนื่องจากชั้นออกไซด์ที่ป้องกัน พื้นหน้ากระจกเงาที่เป็นอะลูมีเนียมมีการสะท้อนแสงมากกว่าโลหะอื่น ๆ ในช่วงความยาวคลื่น 200-400 nm (UV) และ 3000-10000 nm (IR ไกล) ส่วนในช่วงที่มองเห็นได้ คือ 400-700 nm โลหะเงินสะท้อนแสงได้ดีกว่าเล็กน้อย และในช่วง 700-3000 (IR ใกล้) โลหะเงิน ทองคำ และทองแดง สะท้อนแสงได้ดีกว่า อะลูมีเนียมเป็นโลหะที่ดัดได้ง่ายเป็นอันดับ 2 (รองจากทองคำ) และอ่อนเป็นอันดับที่ 6 อะลูมีเนียมสามารถนำความร้อนได้ดี จึงเหมาะสมที่จะทำหม้อ
[แก้] การประยุกต์
เมื่อวัดในทั้งปริมาณและมูลค่า การใช้อะลูมิเนียมมีมากกว่าโลหะอื่น ๆ ยกเว้นเหล็ก และมีความสำคัญในเศรษฐกิจโลกทุกด้าน
อะลูมิเนียมบริสุทธิ์มีแรงต้านการดึงต่ำ แต่สามารถนำไปผสมกับธาตุต่าง ๆ ได้ง่าย เช่น ทองแดง สังกะสี แมกนีเซียม แมงกานีส และซิลิกอน (เช่น duralumin) ในปัจจุบันวัสดุเกือบทั้งหมดที่เรียกว่าอะลูมิเนียมเป็นโลหะผสมของอะลูมิเนียม อะลูมิเนียมบริสุทธิ์พบเฉพาะเมื่อต้องการความทนต่อการกัดกร่อนมากกว่าความแข็งแรงและความแข็ง
เมื่อรวมกับกระบวนการทางความร้อนและกลการ (thermo-mechanical processing) โลหะผสมของอะลูมิเนียมมีคุณสมบัติทางกลศาสตร์ที่ดีขึ้น โลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นส่วนสำคัญของเครื่องบินและจรวดเนื่องจากมีอัตราความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง
อะลูมิเนียมสามารภสะท้อนแสงที่มองเห็นได้ดีเยี่ยม (~99%) และสามารถสะท้อนแสงอินฟราเรดได้ดี (~95%) อะลูมิเนียมชั้นบาง ๆ สามารถสร้างบนพื้นผิวเรียบด้วยวิธีการควบแน่นของไอสารเคมี (chemical vapor deposition) หรือวิธีการทางเคมี เพื่อสร้างผิวเคลือบออปติคัล (optical coating) และกระจกเงา ผิวเคลือบเหล่านี้จะเกิดชั้นอะลูมิเนียมออกไซด์ที่บางยิ่งกว่า ที่ไม่สึกกร่อนเหมือนผิวเคลือบเงิน กระจกเงาเกือบทั้งหมดสร้างโดยใช้อะลูมิเนียมชั้นบางบนผิวหลังของแผ่นกระจกลอย (float glass). กระจกเงาในกล้องโทรทรรศน์สร้างด้วยอะลูมิเนียมเช่นกัน แต่เคลือบข้างหน้าเพื่อป้องกันการสะท้อนภายใน การหักเห และการสูญเสียจากความใส กระจกเหล่านี้เรียกว่า first surface mirrors และเกิดความเสียหายได้ง่ายกว่ากระจกเงาตามบ้านทั่วไปที่เคลือบข้างหลัง
ตัวอย่าง งานที่ใช้อะลูมิเนียม มีเช่น
- การขนส่ง (รถยนต์ เครื่องบิน รถบรรทุก ตู้รถไฟ เรือทะเล จักรยาน ฯลฯ)
- ภาชนะ (กระป๋อง, ฟอยล์ ฯลฯ)
- การบำบัดน้ำ
- การรัดษาปรสิตของปลา เช่น Gyrodactylus salaris
- งานก่อสร้าง (หน้าต่าง ประตู รางข้าง ลวด ฯลฯ)
- สินค้าสำหรับผู้บริโภคที่มีความคงทน (เครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์ครัว ฯลฯ)
- ไฟฟ้าไฟฟ้า (ชิ้นส่วนและลวดอะลูมิเนียมมีความหนาแน่นน้อยกว่าทองแดง และราคาถูกกว่าด้วย [1] แต่มีความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าด้วย มีหลายพื้นที่ ที่ห้ามใช้ลวดอะลูมิเนียมสำหรับสายไฟตามบ้าน เนื่องจากความหนาแน่นสูงกว่าและขยายในความร้อนมากกว่า)
- เครื่องจักรกล
- แม่เหล็กที่ทำจากเหล็กกล้าเอ็มเคเอ็มl (MKM steel) แอลไนโก (Alnico) แม้ว่าตัวอะลูมิเนียมเองจะใช้วัตถุแม่เหล็กก็ตาม
- อะลูมิเนียมความบริสุทธิ์สูง (SPA ย่อจาก Super purity aluminium, 99.980% to 99.999% Al) ใช้ในอิเล็กทรอนิกส์และซีดี.
- อะลูมิเนียมผง ใช้เป็นตัวเคลือบเงินในสี เกล็ดอะลูมิเนียมมีอยู่ในสีพื้น เช่น สีเคลือบเนื้อไม้ (primer) — เมื่อแห้ง เกล็ดจะซ้อนทับกันเป็นชั้นกันน้ำ
- อะลูมิเนียมแอโนไดส์ (anodised) คงทนต่อการออแซิเดชั่นเพิ่มเติม และใช้ในการก่อสร้าในด้านต่าง ๆ รวมถึงการทำฮีตซิงก์ ด้วย
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ที่ต้องทำความเย็นของชิ้นส่วนภายใน (เช่น ทรานซิสเตอร์ ซีพียู - สารกึ่งตัวนำโดยทั่วไป) มีฮีตซิงก์ที่ทำจากอะลูมิเนียม เนื่องจากผลิตง่าย และนำความร้อนได้ดี ฮีตซิงก์ทองแดงเล็กกว่า แต่แพงกว่าและผงิตยากกว่าด้วย
- อะลูมิเนียมออกไซด์ หรือ อะลูมินา, พบในธรรมชาติในรูปของแร่กะรุน (ทับทิม และนิล), และใช้ในการผลิตกระจก ทับทิมและนิลสังเคราะห์ใช้ในเครื่องเลเซอร์ เพื่อผลิตแสงความถี่เดียว (coherent light)
- อะลูมิเนียมออกซิไดส์ด้วยพลังงานสูง ทำให้ใช้ในเชื้อเพลิงแข็งสำหรับจรวด เธอร์ไมต์ (thermite) และสารประกอบอื่น ๆ สำหรับทำดอกไม้ไฟ
นอกจากนี้ อะลูมิเนียมยังเป็นตัวนำยิ่งยวด ที่อุณหภูมิวิกฤต 1.2 องศาเคลวิน
![]() |
อะลูมิเนียม เป็นบทความเกี่ยวกับ เคมี ที่ยังไม่สมบูรณ์ ต้องการตรวจสอบ เพิ่มเนื้อหา หรือเพิ่มแหล่งอ้างอิง คุณสามารถช่วยเพิ่มเติมหรือแก้ไข เพื่อให้สมบูรณ์มากขึ้น ข้อมูลเกี่ยวกับ อะลูมิเนียม ในภาษาอื่น อาจสามารถหาอ่านได้จากเมนู ภาษาอื่น ด้านซ้ายมือ |