Оксиды алюминия и кремния минералы

Автор текста – Анисимова Е.С. Из курса лекций по химии.
См. таблицы.
Оксиды кремния и алюминия.

Лучше читать после файла «Оксиды. Вступление».

Содержание файла: Вступление Атом, элемент. Оксиды. Вода. Оксид кремния. Оксид алюминия Минералы с кварцем и корундом.

Вступление.
Дороже алмазов – рубины и сапфиры. Для химика они – соединения атомов кислорода и алюминия, то есть оксиды алюминия (с примесями оксидов хрома и железа).
Рубины используются для такой ценной вещи, как лазер. Прочитайте о применении лазеров в медицине и технике.
Вода – это соединение водорода и кислорода (оксид водорода). На 70% из воды состоит организм человека. Около 70% Земли покрыто океанами.
Земля.
Песок, камни, почва, земная твердь (кора Земли) – всё это состоит в основном из оксидов кремния и алюминия.
Дома и города.
Дома и города строятся из бетона и цемента, которые делают из песка и глины – тоже оксидов кремния и алюминия. (А также из извести – оксида кальция).
Мы ходим по оксидам (почва, земная кора), выращиваем пищу на оксидах (почвы), живём в домах, сделанных из оксидов (песка и глины).
Техника и многие вещи тоже делаются из оксидов (железа, алюминия).
Атом, элемент
1. В природе есть атомы, а в атомах есть протоны.
2. Атомы с одинаковым числом протонов считаются атомами одного типа , а типы атомов называются химическими элементами.
3. Атом с одним протоном – это атом водорода (обозначается буквой Н).
Это не молекула водорода Н2!
4. Атом с восемью протонами – это атом кислорода (О). Не путать с молекулой О2!
5. Атом с 13 протонами – это атом алюминия (Al).
6. Атом с 14 протонами – это атом кремния (Si).
7. Многие атомы способны соединяться с атомами кислорода.
8. Соединение атомов какого-либо элемента с атомами кислорода обычно называется оксидом. Кроме соединений фтора с кислородом и некоторых соединений металлов 1 группы ТМ.
9. Если атом кислорода соединён с атомом водорода, то это оксид водорода (вода).
10. Если атом кислорода соединён с атомом кремния, то это оксид кремния.
11. Если атом кислорода соединён с атомом алюминия, то это оксид алюминия.
12. ТМ.
13. Твёрдые оксиды, встречающиеся в природе и являющиеся кристаллами, относятся к минералам.
2Н и О = Н2О
14. Соединение из двух атомов водорода (Н) и одного атома кислорода (О) называется молекулой оксида водорода или молекулой ВОДЫ.
15. 2Н и 1О = вода, Н2О. Н2О – это формула одной молекулы воды.
16. В твёрдом состоянии вода может считаться минералом.
17. Молекулы Н2О входят в состав многих минералов – бокситов, глин и т.д.
Si и 2О = SiO2
Песок, пустыни, почва, горы, земная кора, аметист, цемент, бетон, дома
18. Один атом кремния (Si) может соединиться с двумя атомами кислорода.
19. Соединение из одного атома кремния и двух атомов кислорода записывается как SiO2.
20. SiO2 – это формула диоксида кремния.
21. Бывает и монооксид кремния – SiO.
22. Вещество, молекулы которого имеют состав (и формулу) SiO2, называется (ди)оксидом кремния.
23. Синоним диоксида кремния – кремнезём.
Кварц
24. Основной минерал, состоящий из кремнезёма – кварц.
25. Кристаллы кварца бывают мелкими (песок) и крупными.
26. Мелкие кристаллы кварца в природе – это обычный пляжный песок, пески пустынь.
Но помним, что песок – не химическое название, так как есть и сахарный песок, и т.д.
27. Кварцевый песок входит в состав почв (наряду с глинами и органикой).
28. Почвы – источник 90% пищи. (Остальные 10 даёт океан).
29. Есть разные формы кварца.
30. Кроме кварцевых кристаллов, бывает и скрыто-кристаллический кварц.
31. Прозрачный кварцевый кристалл – это горный хрусталь. См картинки!
32. Сиреневый кварцевый кристалл – это аметист. Цвет дают примеси.
33. Кристаллы аметиста можно найти внутри кристаллов кварца, если те заметно легче, чем обычно – в них есть пустоты с аметистом.
34. Кварц – один из самых распространённых минералов на Земле.
35. Кроме кремнезёма, кремний распространён в составе силикатов.
36. Оксид кремния входит в состав глины (наряду с оксидом алюминия) и полевых шпатов (ортоклаза, плагиоклаза).
37. Кремнезём – основное вещество земной коры.
38. Кварц входит в состав горных пород.
То есть является породообразующим минералом. Одним из основных.
39. Примеры пород, образованных кварцем (Кремнезёмом) – граниты, базальты.
40. Граниты и базальты – это то, из чего состоит земная кора.
41. Из кварцевого песка делают: посуду, стекло, цемент, бетон, дома.
42. Кроме песка, для бетона и цемента нужны глина и известь. Но всего этого в природе очень много. Значит, можно настроить нужное количество домов.
Al и O = оксид алюминия (глинозём)
Рубины, лазеры, самолёты, ракеты, космос, фольга.
43. Соединение атомов алюминия и атомов кислорода даёт оксид алюминия.
44. Соединяются два атома алюминия и три атома кислород: Al2O3.
45. Частица состава Al2O3 называется молекулой оксида алюминия.
46. Оксид алюминия – это вещество, молекулы которого имеют состав Al2O3.
47. Синоним оксида алюминия – глинозём. Да, он есть в глине.
48. Минерал, который является чистым оксидом алюминия Al2O3 – это корунд.
Рубин, лазер
49. В природе корунд является основой рубинов и сапфиров.
50. Рубин красный, а сапфир синий из-за того, что в рубине есть примеси оксида хрома, а в сапфире – железа.
51. Рубин и сапфир – драгоценные камни. Дороже бриллиантов.
52. Из рубинов делают лазеры. Это важнее украшений.
53. По твёрдости корунд уступает только алмазу. То есть рубин получится поцарапать алмазом, а алмаз не получится поцарапать рубином или сапфиром.
Плёнка корунда
54. Al2O3 есть на поверхности любой алюминиевой ложки или проводка – в виде тонкой плёнки корунда.
55. Плёнка оксида алюминия образуется на поверхности предмета из алюминия в результате контакта алюминия с кислородом воздуха.
56. Благодаря корундовой плёнке алюминиевые провода не «портятся» на воздухе: плёнка очень прочная (её можно поцарапать только алмазом), хорошо защищает провод или другое изделие от разрушения.
57. Алюминиевые предметы, в отличие от железных, не ржавеют насквозь.
В природе
58. Al2O3 часто встречается в природе, но не в виде рубинов.
59. Как и оксид кремния, Al2O3 входит в состав глины и полевых шпатов (ортоклаза, плагиоклаза).
60. Синоним оксида алюминия – глинозём.
61. Глина наряду с песком (кварцем) – основа почвы.
62. Из глины и песка (и извести) делают цемент и бетон для зданий, заборов, городов.
Бокситы
63. В природе есть минерал, состоящий из оксидов алюминия и водорода – он называется бокситом.
64. В бокситах на одну молекулу оксида алюминия приходится две молекулы оксида водорода.
65. Формулу боксита записывают так: Al2O3*2H2O.
Знак * означает, что оксиды связаны определённым образом, но единой молекулой не считаются.
66. Химическое название боксита такое: «две вода на один оксид алюминия» или дигидрат оксида алюминия.
67. Вещества, в состав которых входит вода, как в бокситах, называются гидратами.
68. Из боксита можно «вытащить» атомы алюминия и соединить их между собой – получится чистый алюминий – лёгкий серебристый металл.
69. Бокситы – основное сырьё для получения чистого алюминия для самолётов и другой летающей техники.
70. Бокситы – это алюминиевая руда.
71. Бокситы нужны тем странам, которые делают самолёты, ракеты, ЛЭП.
72. Провода для ЛЭП делают из алюминия (потому что он лёгкий и дешёвый, проводит электричество, хороший проводник), который выплавляют из бокситов.
73. Серебро проводит ток лучше, чем алюминий, но оно тяжелее и дороже алюминия – его просто меньше.
74. Без ЛЭП нет электричества в далёких от электростанций местах. Значит, электричество в отдалённых населённых пунктах есть благодаря алюминию и бокситам.
75. Основные покупатели бокситов (и производители самолётов и т.д.) – Европа, США, Япония.
76. Основные продавцы бокситов – Австралия, ЮАР, Южная Америка, Канада.
77. В России хватает своих бокситов.
Минералы с оксидами кремния и алюминия
(см таблицы!)
78. Только оксид алюминия – это корунды: рубины и сапфиры.
79. Только оксид кремния – это разные кварцы: аметист, горный хрусталь, пляжный песок, пески пустынь.
80. Сочетание оксидов алюминия и оксидов кремния (и оксид водорода) – это глина каолин (есть другие глины).
81. Оксид кремния (песок) и глины – основа почвы.
82. Сочетание оксида алюминия, оксида кремния и оксида натрия или калия – это полевые шпаты (с натрием – плагиоклаз, а с калием – ортоклаз).
83. Сочетание оксида алюминия и оксида водорода – это бокситы (для ЛЭП и самолётов).
84. Рубин – это красный корунд, оксид алюминия. Есть примеси хрома.
85. Сапфир – это синий корунд, оксид алюминия. Есть примеси железа.
86. Бокситы – оксид алюминия с водой.
87. Кварц – оксид кремния.
88. Глина (каолин) – сочетание оксида кремния, оксида алюминия и воды.
89. Полевые шпаты – оксид кремния и оксид алюминия, плюс оксид натрия или калия (плагиоклаз, ортоклаз).