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Metalle: Aluminium

Symbol: Al
Kategorie: Metalle
Ordnungszahl: 13
Relative Atommasse: 26,981539
Schmelzpunkt: 933,52 K
Siedepunkt: 2740 K
Dichte: 2,70 g cm-3
Elektronegativität: 1,5
Ionisierungsenergie: 5,986 eV
Konfiguration: [Ne] 3s² 3p
Oxidationszahlen: 3
Atomradius: 143,1 pm
Ionenradius: 57 pm (+3)

Der nachfolgende Artikel ist dem Lexikon der Chemie entnommen.

Nach Sauerstoff und Silizium ist Aluminium das dritthäufigste Element in der Erdkruste. Es kommt allerdings nicht in Reinform vor, sondern als Bestandteil von mehr als 200 Mineralien. Feldspat, das häufigste Mineral der Erdkruste, ist ein Aluminiumsilikat, das Element kann aber auch edler: die Edelsteine Rubin und Saphir bestehen aus Aluminiumoxid mit Spuren von Eisen beziehungsweise Chrom. Metallisches Aluminium ist zwar sehr reaktiv, bildet allerdings an der Luft eine stabile Oxidschicht, die es praktisch inert macht. Deswegen ist Aluminium nach Eisen das zweitwichtigste technisch genutzte Metall.

In der großen Mehrheit seiner Verbindungen liegt Aluminium dreiwertig vor, zum Beispiel als Oxid; es bildet aber auch Netzwerke, Cluster oder mit Wasserstoff verschiedene Hydride. So zum Beispiel das in der Chemie wichtige Reduktionsmittel Lithiumaluminiumhydrid.

Das wichtigste Aluminiumerz ist Bauxit – eine Mischung aus schwer löslichen Aluminium- und Eisenmineralen, vermischt mit anderen Bestandteilen wie Ton oder Quarz. Hieraus gewinnt man das Aluminium, indem man die Aluminiumverbindungen löst, abtrennt und in Form des Oxids elektrolysiert. Der Prozess verbraucht enorm viel Energie, so dass Fachleute das Metall schon mal scherzhaft als geronnene Elektrizität bezeichnen. Umgekehrt setzt die Oxidation des Aluminiums sehr viel Energie frei, was man zum Beispiel im sehr heiß brennenden Thermit nutzt.

Wegen der sehr schwierigen Gewinnung spielt das Metall in Reinform und als Bestandteil von Legierungen erst seit dem 20. Jahrhundert eine Rolle in der Technik. Historisch war Aluminium zuerst als Bestandteil des Minerals Alaun wichtig, der als Fixiermittel für Textilfarben und seit der Antike allgemein zur Leder- und Textilbehandlung eingesetzt wurde, sowie als Blutstiller zum Beispiel bei Rasurverletzungen. Aluminium bildet feste und leichte Legierungen, die vor allem für den Leichtbau, Verpackungen und Haushaltsgegenstände zum Einsatz kommen. Abgesehen davon nutzt man es wegen seiner hohen Leitfähigkeit im Verhältnis zum Gewicht als leichten, widerstandsfähigen elektrischen Leiter. Etwa 90 Prozent des produzierten Aluminiums nutzt man als Metall oder in Legierungen.

Aluminiumoxid ist extrem hart und verschleißfest, und deswegen ein unter anderem verbreitetes Schleifmittel sowie Implantatmaterial. Aufgrund der Einsatztemperaturen bis 1700 °C verwendet man es auch dort, wo andere Werkstoffe bereits aufgegeben haben; das Sulfat dient, zusammen mit anderen Salzen, als Flockungsmittel in der Wasseraufbereitung, als Zusatz bei der Papierherstellung sowie in seiner historisch ältesten Funktion als Gerbhilfe in der Lederverarbeitung und beim Fixieren von Textilfarben. Die chemische Industrie verwendet eine große Palette von Reagenzien und Katalysatoren auf Aluminiumbasis.

Biologisch hat das Element keine bekannte Funktion und gilt als nicht toxisch, solange es normal ausgeschieden wird. In der Medizin nutzt man Aluminiumsalze als Wirkverstärker für Impfstoffe, wie sie wirken, ist allerdings nur teilweise geklärt. Aluminiumhaltige Dialyseflüssigkeiten führten in der Vergangenheit bei Patientinnen und Patienten zu Hirnschäden durch übermäßige Aluminiumaufnahme. Heute enthalten Dialyseflüssigkeiten keine solchen Salze mehr. Dieser Befund trug jedoch zu der Vermutung bei, dass es eine Verbindung zwischen Aluminium und Alzheimer gebe. Auch eine Verbindung zwischen Aluminium und Brustkrebs ist in der Diskussion. Beide Hypothesen erscheinen allerdings beim aktuellen Forschungsstand weniger wahrscheinlich.

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