鋁的化合物

鋁(Aluminium)的化合物(Compound)
高雄市立高雄女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學董騰元教授責任編輯

氧化鋁：
Al₂O₃有多種晶體結構，其中最為人們所熟悉的是α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃。它們都是難溶與不溶於水的白色粉末。金屬鋁表面上的氧化膜則屬於另外一種晶形。
α-Al₂O₃：自然界存在的剛玉為α-Al₂O₃，晶形為六方最密堆積，6個氧原子圍成一個八面體，在整個晶體中有2/3的八面體孔穴被Al原子所佔據。由於這種緊密堆積結構晶格能很大，所以α-Al₂O₃的熔點(~2000℃)和硬度(8.8)都很高。它不溶於水，也不溶於酸或鹼，耐腐蝕且電絕緣性好。還可用做高硬度的研磨材料和耐火材料。天然或人造剛玉中由於含有不同的雜質而有多種顏色，例如含有微量Cr2+時呈紅色，稱為紅寶石；含有Fe²⁺、Fe³⁺或Ti⁴⁺的稱為藍寶石。將水合氧化鋁加熱至1000℃以上，可以得到α-Al₂O₃。

加熱使氫氧化鋁脫水，在較低的溫度下生成γ-Al₂O₃。它的晶體屬於面心立方堆積。Al原子不規則地排列在由O原子圍成的八面體和四面體空穴中。這種結 構使γ-Al₂O₃硬度不高，具有較大的表面積，粒子小，具有較高的吸附能力和催化活性，性質比α-Al₂O₃活潑，較易溶於酸或鹼溶液，又名活性氧化鋁，可以用做吸附劑和催化劑。Al₂O₃+6H⁺→2Al³⁺+3H₂O Al₂O₃+2OH^–→2AlO₂^–+H₂O

氫氧化鋁：Al₂O₃的水合物一般稱為氫氧化鋁Al(OH)₃，加氨水或鹼於鋁鹽溶液中，可以沉澱出體積蓬鬆的白色Al(OH)₃沉澱。它是一種兩性氫氧化物，但其鹼性略強於酸性，仍屬於弱鹼。Al³⁺+3OH^–+Al(OH)₃ → Al(OH)₃+3H⁺ +Al³⁺+3H₂O Al(OH)₃+OH^–→[Al(OH)₄^–] ，Al(OH)₃不溶於NH₃中，它與NH₃不會生成錯合物。Al(OH)₃和Na₂CO₃一同溶於氫氟酸中，則可生成冰晶石 Na₃AlF₆：2Al(OH)₃+12HF+3Na₂CO₃ →2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O