au sommaire
1 - L’élément
- Symbole Al
- Numéro Atomique 13
- Son nombre de masse 27
- Masse molaire atomique 27g.mol-1
- Température de fusion 660°C
- Point d'ébullition 2056°C
- Densité 2,7
- Résistivité électrique 2,7.10-8 ohmohm.m
- Conductivité thermiqueConductivité thermique 22 W.m-1.K-1
- Capacité thermique massique 9.102 J.KgKg-1.°K-1
- Système cristallinSystème cristallin cubique à faces centréescubique à faces centrées
- Coefficient de dilatationdilatation 24.10-6.°K-1
- Module d'élasticitéélasticité 69 000 MPa
Lingot d'aluminium. © Romary, wikimedia commons, CC 3.0
2 - L’atome
- les électronsélectrons sont distribués selon :
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
- mais la promotion vers la structure :
1s2 2s2 2p6 3s1 3p2
Est très facile si bien que l'aluminiumaluminium se trouve essentiellement sous la forme Al+3 dans ses composés.
Le cationcation est très petit de rayon 0.05nm et très chargé par voie de conséquence il est donc très polarisant, ce qui est logique. Ainsi s'explique que l'énergieénergie d'ionisationionisation totale soit élevée bien qu'il soit très électropositif.
3 - Les ions
- En milieu acideacide : [Al(H2O)6]3+ avec un Eo de 1.67eV
- En milieu basique : [Al(H2O)2(H2O)4]- avec un Eo de 2.35eV
Ces valeurs très basses montrent que l'aluminium est susceptible de se comporter comme un réducteur puissant. La capacité de former des ionsions positifs et négatifs explique le caractère amphotèreamphotère de ce métalmétal.
En fait l'aluminium a plutôt tendance à entrer dans des composés covalents vu son caractère très polarisant. Le chlorure est essentiellement moléculaire et souvent dimérisé. On aura donc plutôt :
[Al+3 +3 Cl-] que AlCl3
et aussi plutôt
Al2Cl6 que AlCl3
AlCl3 est un acide de Lewisacide de Lewis ce qui permet d'expliquer ses propriétés catalytiques.
4 - L'alumine Al2O3
Propriétés physiques :
- Masse volumiqueMasse volumique (g/cm3) 3,9
- Poids moléculaire (g/molemole) 102
Propriétés mécaniques :
- DuretéDureté (GPa) 21
- Module d'Young (GPa) 300-400
- Coefficient de poissonCoefficient de poisson 0,25
- RésistanceRésistance à la flexionflexion (MPa) 380
- TénacitéTénacité (MPa.m1/2) 2-3
Propriétés électriques :
- Résistivité électrique à 20 °C (Ohm.m) > 1012
- Constante électriqueConstante électrique er 9-10
- Résistance diélectriquediélectrique (kV/mm) 10-20
Propriétés thermiques :
- ChaleurChaleur spécifique (J/K.kg) 900
- Conductivité thermique (W/m.K) à 20°C / 500°C 26-35 / 10-15
- Coefficient de dilatation linéaire (K-1) de 20 à 1000 °C 8-9 x 10-6
- Point de fusion (°C) 2050
Propriétés optiques :
- Indice de réfractionIndice de réfraction 1,76
5 - Les composés naturels
Corindon Al2O3 trigonal à réseau rhomboédrique, mais aussi spinellespinelle, gibbsite, cryolithe, brazilianite, turquoise, variscite
Tectosilicates
FeldspathsFeldspaths : orthose, albite, anorthite bien connus mais aussi marialite, méionite, scolécite
Feldspathoïdes : haüyne, leucite, néphéline, zéolitezéolite etc.
NésosilicatesNésosilicates (ou OrthosilicatesOrthosilicates)
Tous les grenats et le fameux trio : andalousite, disthènedisthène, sillimanite
mais aussi staurotide et topaze ...
Inosilicates (ou Métasilicates)Amphibole : hornblende, amphibole sodique, glaucophane …Pyroxène
