Elemento químico · otro metal
Aluminio
Metal ligero, resistente a la corrosión, ampliamente usado en construcción y transporte.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 13
- Peso atómico
- 26.982
- Grupo
- 13
- Periodo
- 3
- Estado
- sólido
- Bloque
- P
- Valencia
- +3
- Tipo
- otro metal
Qué es el aluminio
El aluminio (Al) es el elemento número 13, el metal más abundante de la corteza terrestre y el segundo más utilizado tras el hierro. Es ligero, resistente a la corrosión (se cubre de una capa de óxido protectora) y buen conductor, así que está en aviones, latas, ventanas y cables. Aunque hoy es barato, fue tan difícil de aislar que en el siglo XIX llegó a valer más que el oro.
Para qué sirve el aluminio
Construcción y arquitectura
El aluminio se utiliza ampliamente en la construcción debido a su ligereza y resistencia a la corrosión. Se emplea en la fabricación de ventanas, puertas, fachadas y estructuras de edificios, ofreciendo durabilidad y estética moderna.
Transporte
En la industria del transporte, el aluminio es clave para fabricar aviones, coches y trenes. Su baja densidad contribuye a reducir el peso de los vehículos, mejorando la eficiencia del combustible y reduciendo las emisiones.
Envases y embalajes
El aluminio es ideal para envases debido a su capacidad para proteger los alimentos de la luz, el oxígeno y la humedad. Se utiliza en latas de bebidas, papel de aluminio y envases de alimentos, prolongando la vida útil de los productos.
Electrónica
Gracias a su buena conductividad eléctrica, el aluminio se emplea en cables eléctricos y componentes electrónicos. Su ligereza y conductividad lo hacen adecuado para dispositivos móviles y ordenadores.
Medicina
En medicina, el aluminio se utiliza en algunos fármacos como antiácidos y en vacunas como adyuvante para mejorar la respuesta inmunitaria. Su uso debe ser controlado debido a posibles efectos secundarios.
Datos del aluminio
- Número atómico (Z)
- 13
- Masa atómica
- 26,982 u
- Punto de fusión
- 660,32 °C
- Punto de ebullición
- 2470 °C
- Densidad
- 2,70 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,61
- Radio atómico
- 143 pm
- Energía de 1ª ionización
- 577,5 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 41,76 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 2,75
- Estructura cristalina
- cúbica centrada en las caras (FCC)
- Color / aspecto
- blanco plateado brillante con tinte azulado
- Origen del nombre
- del latín «alumen» (alumbre, sal de aluminio usada como mordiente desde la antigüedad)
- Descubrimiento
- 1825 · Hans Christian Ørsted (impuro); Friedrich Wöhler aisló el metal puro en 1827 (Dinamarca / Alemania)
Propiedades del aluminio
Propiedades físicas
El aluminio es un metal de color plateado, con una densidad aproximada de 2.7 g/cm³. Tiene un punto de fusión de 660°C y un punto de ebullición de 2,470°C. Es un buen conductor de electricidad y calor, lo que lo hace útil en aplicaciones eléctricas y térmicas.
Propiedades químicas
Químicamente, el aluminio es bastante reactivo, especialmente en polvo o en forma de finas láminas. Reacciona con ácidos y bases fuertes, y se oxida fácilmente formando una capa de óxido que lo protege de la corrosión. Su estado de oxidación más común es +3.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del aluminio es:
[Ne] 3s² 3p¹
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
El aluminio distribuye sus 13 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del aluminio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +3 | Al₂O₃, AlCl₃, Al(OH)₃, KAl(SO₄)₂·12H₂O (alumbre) | único |
Si lo que necesitas es formular, en la página de la valencia del aluminio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del aluminio
El aluminio fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés Hans Christian Ørsted. Sin embargo, fue el químico alemán Friedrich Wöhler quien logró producirlo en forma metálica en 1827. Durante el siglo XIX, el aluminio era más valioso que el oro debido a la dificultad de su extracción. Fue solo con el desarrollo del proceso Hall-Héroult en 1886 que su producción se volvió económica y masiva, revolucionando su uso industrial.
Cómo se obtiene el aluminio
El aluminio se obtiene en dos etapas. Primero, el mineral bauxita (Al₂O₃·xH₂O con Fe₂O₃, SiO₂) se purifica por el proceso Bayer: digestión con NaOH a 250 °C disuelve el aluminato (Al₂O₃ + 2 NaOH + 3 H₂O → 2 Na[Al(OH)₄]), las impurezas precipitan y se cristaliza Al(OH)₃, que se calcina a Al₂O₃ puro (alúmina). Después, el proceso Hall-Héroult (1886) reduce el Al₂O₃ por electrólisis disuelto en criolita fundida (Na₃AlF₆) a 950 °C: 2 Al₂O₃ → 4 Al + 3 O₂ en cubas de carbono. Es un proceso muy intensivo en energía eléctrica: ~14 kWh por kg de Al, motivo por el que el reciclaje (5 % de la energía) es esencial. China, India, Rusia y Canadá lideran la producción mundial (~70 Mt/año).
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| Al2O3 | Óxido de aluminio | Conocido como alúmina, es utilizado en la producción de aluminio metálico y como material abrasivo. |
| AlCl3 | Cloruro de aluminio | Se utiliza como catalizador en la industria química, especialmente en la producción de plásticos. |
| KAl(SO4)2·12H2O | Sulfato de aluminio y potasio | Conocido como alumbre, se usa en purificación de agua y como mordiente en tintorería. |
Dónde se encuentra el aluminio
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, principalmente en forma de minerales como la bauxita. No se encuentra en estado puro debido a su alta reactividad. La bauxita es la principal fuente de aluminio, y se extrae principalmente en países como Australia, China y Brasil.
Isótopos del aluminio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Al-27 | 26,98154 u | 100 % | estable |
| Al-26 | 25,98689 u | trazas naturales | 717.000 años |
| Al-28 | 27,98191 u | — | 2,245 min |
Curiosidades sobre el aluminio
-
El aluminio fue una vez más valioso que el oro, y Napoleón III tenía cubiertos de aluminio para sus invitados más importantes.
-
El Empire State Building, inaugurado en 1931, fue el primer rascacielos en utilizar aluminio en su estructura, destacando por su innovación arquitectónica.
-
El aluminio es reciclable al 100% sin perder sus propiedades, y reciclar una lata de aluminio ahorra suficiente energía para hacer funcionar una televisión durante tres horas.
El aluminio en la tabla periódica
- Tipo: otro metal.
- Grupo: grupo 13 (otros metales).
- Periodo: 3.
- Bloque: P (el último electrón se aloja en un orbital de tipo p).
- Valencia principal: +3.
Compara con el resto de otros metales o con los elementos del periodo 3.
Diferencias entre aluminio y magnesio
Aluminio y magnesio son metales ligeros del periodo 3, vecinos directos. Ambos forman capa pasivante de óxido que los protege de la corrosión y se usan como sustitutos del acero por su bajo peso. Pero hay diferencias clave: el magnesio es un metal alcalinotérreo (grupo 2, valencia +2) y el aluminio del grupo 13, valencia +3. El Mg es más ligero (1,74 frente a 2,70 g/cm³) pero también más reactivo: arde con llama blanca intensa en aire (usado en bengalas y pirotecnia), mientras que el Al solo arde como polvo o termita. En aleaciones: el Al domina en aviación civil y latas; el Mg en ruedas de coche y portátiles de gama alta.
Consulta también la ficha completa del magnesio (Mg).
Otros elementos del grupo 13 (otros metales)
Otros elementos del periodo 3
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Errores frecuentes en exámenes (EBAU / ESO)
-
⚠Dar al aluminio valencias distintas de +3.
El aluminio tiene una única valencia: +3. Cede los tres electrones del nivel 3 (3s² 3p¹) para formar Al³⁺ con la configuración estable del neón. En química elemental no presenta otros estados (en complejos avanzados se conoce Al(I), pero es muy raro).
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⚠Pensar que el aluminio se oxida fácilmente como el hierro.
El aluminio reacciona con el oxígeno formando una capa compacta de Al₂O₃ de unos pocos nanómetros en su superficie. Esa capa pasiva el metal: bloquea el avance de la oxidación y le da su resistencia a la intemperie. Por eso el aluminio no «se herrumbra»; el hierro sí, porque su óxido Fe₂O₃ es poroso.
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⚠Confundir alúmina (Al₂O₃) con aluminio metálico.
Alúmina (Al₂O₃) es el óxido del aluminio, un sólido blanco cerámico muy duro (Mohs 9, segundo después del diamante) que se usa en cuchillas industriales y abrasivos. Aluminio (Al) es el metal puro, ligero y maleable. Son sustancias químicamente distintas: una es la materia prima, la otra el producto reducido.
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⚠Decir que las latas de bebida son de aluminio puro.
Las latas son de aleación AA 3104 o AA 5182: aluminio con ~1 % de manganeso (resistencia mecánica) y ~1 % de magnesio (refuerzo). El aluminio puro sería demasiado blando para soportar la presión interna del CO₂. La aleación se recicla casi al 100 % en bucle cerrado: lata → lata.