O alumínio é metal, pois apresenta propriedades típicas dos elementos metálicos: tem brilho quando polido, conduz calor e eletricidade, pode ser moldado e tende a perder elétrons em reações químicas. Identificado pelo símbolo Al e pelo número atômico 13, ele está entre os metais mais importantes para a vida cotidiana e para a indústria. Latas de bebidas, folhas de cozinha, esquadrias, aviões e partes de celulares são alguns exemplos de seus usos.
Apesar de ser muito comum em objetos fabricados, o alumínio metálico não costuma ser encontrado livre na natureza. Ele ocorre combinado a outros elementos em minerais e precisa passar por processos industriais para ser separado. Conhecer sua posição na tabela periódica, suas propriedades e seu ciclo de reciclagem ajuda a entender por que esse material é tão valorizado.
Por que o alumínio é considerado um metal?
Os metais formam uma grande região da tabela periódica e compartilham características gerais. Em geral, são sólidos à temperatura ambiente, apresentam brilho, conduzem energia térmica e elétrica e podem sofrer deformações sem se quebrar com facilidade. O alumínio atende a esses critérios, embora tenha particularidades que o distinguem de metais como ferro, cobre e ouro.
Uma propriedade química importante é sua tendência a ceder elétrons. O átomo de alumínio possui três elétrons na camada mais externa. Em muitas reações, ele perde esses três elétrons e forma o cátion Al3+. Como consequência, combina-se com ânions, como o oxigênio, formando compostos iônicos ou com importante caráter iônico, entre eles o óxido de alumínio, de fórmula Al2O3.
Nos sólidos metálicos, os átomos ficam organizados em uma estrutura na qual elétrons podem se movimentar com relativa liberdade. Esse modelo, frequentemente chamado de ligação metálica, explica a condução elétrica e térmica. Também explica por que uma chapa de alumínio pode ser prensada e transformada em uma folha muito fina sem se romper imediatamente.
Atenção: ser leve não faz de uma substância um metal. O alumínio é classificado como metal por seu conjunto de propriedades físicas e químicas e por sua posição na tabela periódica.
Posição do alumínio na tabela periódica
O alumínio pertence ao grupo 13, também chamado de família do boro, e está no terceiro período da tabela periódica. Seu número atômico é 13, o que significa que cada átomo neutro de alumínio contém 13 prótons no núcleo e 13 elétrons ao redor dele. Sua massa atômica é aproximadamente 26,98 unidades de massa atômica.
Na classificação mais detalhada, o alumínio é um metal pós-transição. Essa denominação ajuda a diferenciá-lo dos metais de transição, como ferro, níquel e cobre, localizados principalmente na região central da tabela. Ainda assim, em classificações escolares mais gerais, basta reconhecê-lo corretamente como metal.
O alumínio tem configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. Os três elétrons do terceiro nível energético explicam sua valência mais comum, igual a três. Por isso, o estado de oxidação +3 é predominante em seus compostos.
| Característica | Informação sobre o alumínio |
|---|---|
| Símbolo químico | Al |
| Número atômico | 13 |
| Grupo da tabela periódica | 13 |
| Período | 3 |
| Classificação | Metal pós-transição |
| Estado físico a 25 °C | Sólido |
Propriedades físicas e químicas
Uma das características mais conhecidas do alumínio é a baixa densidade. Sua densidade é cerca de 2,7 g/cm³, bem menor que a do ferro, que é próxima de 7,9 g/cm³. Isso significa que, para volumes semelhantes, uma peça de alumínio tem massa menor que uma peça de ferro. A combinação entre leveza e resistência é especialmente útil em veículos e aeronaves.
O alumínio puro é relativamente macio, maleável e dúctil. Maleabilidade é a capacidade de formar chapas; ductilidade é a capacidade de formar fios. Essas propriedades possibilitam produzir desde papel-alumínio muito fino até cabos e perfis usados em construções.
Embora seja reativo, o alumínio apresenta boa resistência à corrosão em muitas situações. Quando sua superfície entra em contato com o oxigênio do ar, forma-se rapidamente uma camada fina e aderente de óxido de alumínio. Essa película dificulta o prosseguimento da oxidação para o interior da peça, funcionando como proteção. É diferente do que acontece com o ferro: a ferrugem é porosa e não protege eficazmente o metal abaixo dela.
Isso não significa que o alumínio seja imune a reações. Ácidos e bases fortes podem atacar sua camada protetora em determinadas condições. O óxido de alumínio é classificado como anfótero, pois pode reagir tanto com ácidos como com bases. Essa propriedade é um conteúdo importante ao estudar funções inorgânicas e reatividade química.
Ocorrência e obtenção do alumínio
O alumínio é um dos elementos mais abundantes da crosta terrestre, mas aparece principalmente em compostos. A bauxita é o principal minério usado para sua produção industrial. Ela contém minerais ricos em alumínio, além de impurezas como compostos de ferro e silício.
A obtenção ocorre em etapas. Primeiro, a bauxita é processada para produzir alumina, nome usual do óxido de alumínio, Al2O3. Depois, a alumina é submetida à eletrólise em instalações industriais. Nesse processo, a corrente elétrica provoca transformações químicas que permitem separar o alumínio do oxigênio.
A eletrólise exige muita energia elétrica porque o alumínio tem grande afinidade pelo oxigênio. Por esse motivo, a localização de indústrias produtoras e a origem da eletricidade são fatores relevantes para os custos e os impactos ambientais da cadeia produtiva. A extração mineral também demanda planejamento, controle de resíduos e recuperação de áreas afetadas.
- Extração e beneficiamento da bauxita.
- Produção de alumina a partir do minério.
- Eletrólise da alumina para obter alumínio metálico.
- Fundição e transformação em chapas, fios, peças ou ligas.
Usos, ligas e reciclagem
O alumínio é empregado em muitas áreas porque reúne leveza, durabilidade, condutividade e resistência à corrosão. Na construção civil, aparece em janelas, portas, telhas e fachadas. No setor elétrico, é usado em cabos de transmissão. Já em embalagens, protege alimentos e bebidas e pode ser transformado em latas, tampas e laminados.
Em diversas aplicações, usa-se uma liga metálica, e não alumínio puro. Ligas são misturas de um metal com outros elementos, produzidas para obter propriedades específicas. A adição controlada de magnésio, silício, cobre ou zinco, por exemplo, pode elevar a resistência mecânica do material. Componentes de aviões e automóveis exigem materiais leves, mas capazes de suportar esforços consideráveis.
- Embalagens: latas, papel-alumínio e tampas.
- Transportes: partes de automóveis, trens, bicicletas e aeronaves.
- Construção: esquadrias, revestimentos e estruturas.
- Eletricidade: cabos e linhas de transmissão.
- Utensílios: panelas, formas e equipamentos domésticos.
A reciclagem é uma vantagem relevante desse metal. Sucatas de alumínio podem ser coletadas, separadas, fundidas e convertidas em novos produtos. Em comparação com a produção a partir da bauxita, a reciclagem demanda muito menos energia, pois não é necessário romper as ligações químicas do óxido de alumínio para obter o metal. Porém, a qualidade do processo depende da coleta seletiva, da separação adequada dos materiais e das condições de trabalho na cadeia de reciclagem.
Síntese para estudar
O alumínio é um elemento químico metálico de símbolo Al e número atômico 13. Ele se localiza no grupo 13 da tabela periódica, apresenta baixa densidade, brilho, maleabilidade, ductilidade e boa condução de calor e eletricidade. Sua tendência de formar Al3+ confirma um comportamento químico característico dos metais.
Na natureza, é encontrado principalmente em minerais, especialmente na bauxita, e sua produção envolve a obtenção de alumina seguida de eletrólise. A camada de óxido formada em sua superfície protege o metal contra a corrosão em diversas condições. Por fim, lembre-se de que as ligas ampliam seus usos e de que a reciclagem do alumínio reduz de modo expressivo a necessidade de energia em relação à produção primária.
