1.1.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

• Cấu hình electron: 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p¹. ⇒ Al: thuộc nhóm IIIA, chu kỳ 3.

• Nhôm dể nhường 3 e hoá trị, nên có số oxi hoá +3.

1.1.2. Tính chất vật lí của Nhôm

• Là kim loại nhẹ ,màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ không cao lắm.

• Rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mõng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm.

• Có cấu tạo mạng lập phương tâm diện ,có mật độ electron tự do tượng đối lớn. Do vậy nhôm có khả năng dẩn điện và nhiệt tốt.

1.1.3. Tính chất hóa học của Nhôm

Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, nên nó bị oxi hoá dể dàng thành ion nhôm Al³⁺ . Ta có: Al → Al³⁺ + 3e

a. Tác dụng với Halogen

Thí nghiệm Nhôm tác dụng với khí Clo: 2Al  +  3Cl₂  → 2AlCl₃ .

b. Tác dụng với oxi

Thí nghiệm của Nhôm và Oxi: 4Al   +  3 O₂  → 2Al₂O₃   

c. Tác dụng với axit

• Thí nghiệm Nhôm tác dụng với Axit HCl: 2Al   + 6 HCl → 2AlCl₃    + 3 H₂

_​

• Thí nghiệm Nhôm phản ứng với axit HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nóng: Al + 4HNO₃  loãng → Al(NO₃)₃  + 2H₂O  + NO.
• Chú ý: Nhôm bị thụ động trong HNO₃ và H₂SO₄ đặc nguội.

d. Tác dụng với oxit kim loại

Thí nghiệm của Nhôm vào Sắt (III) oxit: 2Al  + Fe₂O₃ \(\overset{t^{0}}{\rightarrow}\)  Al₂O₃    +  2Fe 

e. Tác dụng với nước

• Vật bằng nhôm không tác dụng với nước ở bất kỳ nhiệt độ nào vì trên bề mặt nhôm được phủ bởi một lớp Al₂O₃ rất bền. Nếu phá bỏ lớp bảo vệ này, thì nhôm tác dụng được với nước
• Phản ứng: 2 Al  + 6 H₂O  → 2 Al(OH)₃   + 3 H₂
• ​Al(OH)₃ là chất rắn, không tan trong nước là lớp bảo vệ không cho nhôm tiếp xúc với nước nên phản ứng nhanh chóng bị dừng lại.

f. Tác dụng với dung dịch kiềm

Al₂O₃   +   2 NaOH   → 2NaAlO₂       +    H₂O

2Al       +    6H₂O      →  2Al(OH)₃     +     3H₂     (2)

Al(OH)₃    +     NaOH  →  NaAlO₂      +     2H₂O   (3)

Phản ứng (2), (3) xảy ra xen kẽ nhau mãi cho đến khi nhôm bị tan hết .

2Al  + 2NaOH  + 2H₂O → NaAlO₂      +   3 H₂

1.1.4. Ứng dụng và trạng thái tự nhiên

a. Ứng dụng

• Dùng chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa …

• Trang trí nội thất, xây dựng nhà cửa.

• Dẫn điện, dẩn nhiệt tốt nên  dùng làm dây cáp dẩn điện.

b. Trạng thái tự nhiên

Nhôm là kim loại hoạt động mạnh nên trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất như: đất sét, mica, criolit …

1.1.5. Sản xuất Nhôm

a. Nguyên liệu

• Quặng boxit Al₂O₃ .2H₂O quặng thường lẫn tạp chất là Fe₂O₃ và SiO₂, nên ta phải làm sạch nguyên liệu 

b. Nguyên tắc

• Khử  ion Al³⁺ thành Al.

b. Phương pháp

• Vì sự khử  ion Al³⁺ trong Al₂O₃ là rất  khó khăn, không thể dùng các chất khử thông thường như CO, C, H₂ … mà ta phải dùng phương pháp điện phân nóng chảy với xúc tác là criolit (Na₃AlF₆ ) nhằm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃ (2050 ^oC → 900^oC ) để tiết kiệm năng lượng, và tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn.

• Quá trình điện phân:

  • Cực (-) : Al³⁺   +  3e  → Al

  • Cực ( +) :Xảy ra sự oxi hoá 2O^2-  → O₂ + 4e

1.2.1. Nhôm oxit Al₂O₃

a. Tính chất vật lí

• Al₂O₃ là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, t⁰nc=2050⁰C.

b. Tính chất hóa học

• Tính bền ⇒ Al₂O₃ khó bị khử à Al bằng C, H₂, CO.

• Tính chất lưỡng tính:

  • Al₂O₃+6HCl → 2AlCl₃ + 3 H₂O  

  • Al₂O₃+2NaOH → 2NaAlO₂+H₂O

c. Ứng dụng

• Thường tồn tại dưới dạng ngậm nước và dạng khan:

  • Dạng oxit ngậm nước là thành phần chủ yếu quặng boxit là nguyên liệu sản xuất nhôm.

  • Dạng oxit khan có cấu tạo tinh thể giống đá quý: Tinh thể corindon trong suốt, không màu, rất rắn, chế tạo đá mài, giấy nhám…

• Bột nhôm oxit xúc tác cho tổng hợp hữu cơ.

1.2.2. Nhôm hidroxit Al(OH)₃

a. Tính chất vật lí

• Là chất kết tủa keo, màu trắng

• Không tan trong nước, trong dd CO₂, NH₃ nhưng tan được trong môi trường H⁺ và OH^– mạnh.

b. Tính chất hóa học

• Tính chất kém bền nhiệt: \(2Al(OH)_{3} \overset{t^{0}}{\rightarrow}Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O\)
• Tính chất lưỡng tính:

  • Al(OH)₃+ 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

  • Al(OH)₃+NaOH → NaAlO₂+ 2H₂O

1.2.3. Nhôm Sunfat Al₂(SO₄)₃

• Muối nhôm sunfat khan tan trong nước → tỏa nhiệt do bị hiđrat hóa.

• Phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O hay viết gọn: KAl(SO₄)₂.12H₂O.

• Dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong ngành dệt vải, làm trong nước…

• 2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃  + 6NaCl + 3CO₂

_​1.2.4. Nhận biết ion Al³⁺ trong dung dịch

• Cho từ từ dd NaOH dư vào dung dịch, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong dd NaOH thì chứng tỏ có ion Al³⁺:
  • Al³⁺ + 3OH^– → Al(OH)₃
  • Al(OH)₃+OH^–dư → AlO₂^– + 2H₂O