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Química · Capítulo 13. Química dos elementos metálicos

Propriedades químicas do alumínio

Aluminium

O alumínio é um metal ativo do bloco p, com caráter anfótero acentuado. Em condições normais, ele é protegido de forma confiável por uma película de óxido resistente; no entanto, quando esta é destruída, reage facilmente tanto com ácidos quanto com bases, além de formar complexos químicos complexos.

ValênciaNos compostos complexos, é sempre trivalente (III)
Camada protetoraPassiva-se ao ar por uma película densa de óxido
AluminotermiaReduz metais a partir de óxidos com imensa liberação de calor
CoordenaçãoApresenta números de coordenação 4 e 6 devido ao subnível 3d livre
5 min de leituraPara estudantes de medicinaAtualizado em 24/09/2026
Material preparado por edição WhiteCoat Pro de acordo com os guias metodológicos da plataformaRevisado por médico editor: Aulov A. A., médico generalista · 24/09/2026

Estrutura eletrônica e deficiência de elétrons

O átomo de alumínio caracteriza-se por uma deficiência de elétrons: quatro orbitais de valência dos níveis externos comportam apenas três elétrons. Isso determina suas características químicas fundamentais.

No estado excitado, um elétron $s$ passa para o orbital $p$. Essa transição condiciona as propriedades aceitoras — a capacidade de aceitar pares de elétrons. Devido à presença do subnível $3d$ livre, o metal pode apresentar números de coordenação 4 e 6, formando complexos (por exemplo, $Na[AlCl_4]$ e $Na_3[AlF_6]$).

Devido à escassez de elétrons, os compostos de alumínio tendem à dimerização. Assim, o cloreto de alumínio gasoso a ~180 °C une-se no dímero $Al_2Cl_6$. A união ocorre por um mecanismo dativo (doador-aceitador) por conta dos pares de elétrons não compartilhados do cloro, fazendo com que o átomo metálico passe ao estado de hibridização $sp^3$.

Interação com substâncias simples

Ao ar, o alumínio recobre-se com uma película de óxido finíssima, mas extremamente resistente, que lhe confere alta resistência à corrosão.

Ao ser aquecido ou sob condições severas, o metal exibe alta atividade:

  • Com o oxigênio: queima com liberação de grande quantidade de calor (reação exotérmica).
  • Com o enxofre: ao ser aquecida, a mistura de pós incandesce e reage violentamente com a formação de sulfureto.
  • Com ametais: a 1000 °C reage com o nitrogênio, produzindo nitreto refratário (AlN), e a 2000 °C com o carbono forma carbeto de cor alaranjada (Al_4C_3).

O pó de alumínio é um poderoso redutor. No processo de aluminotermia, ele reduz ferro, cromo e manganês a partir de seus óxidos. A reação é iniciada por uma fita de magnésio em combustão, após o que prossegue com uma liberação de calor tão colossal que os metais reduzidos se formam na condição de glóbulos fundidos.

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Relação com água, bases e ácidos

O alumínio é um típico metal anfótero.

  • Água: devido à película de óxido, o metal não reage com água pura.
  • Bases: soluções de bases dissolvem a película protetora. Em seguida, o metal exposto reage com a água na presença da base, liberando hidrogênio e formando um sal complexo (tetrahidroxoaluminato de sódio).
  • Ácidos: em ácidos diluídos (clorídrico, sulfúrico), o metal dissolve-se rapidamente com desprendimento de hidrogênio. Com o ácido nítrico, a reação é específica: o HNO_3 muito diluído reage sem liberação de gás (forma-se íon amônio), enquanto o concentrado passiva a superfície, parando completamente o processo.

Óxido, hidróxido e sais de alumínio

A ligação Al–O é muito forte, mas a ligação Al–F é ainda mais forte, razão pela qual o fluoreto de alumínio é insolúvel e não sofre hidrólise. Compostos binários com cloro, enxofre e carbono sofrem hidrólise completa.

O óxido de alumínio ($Al_2O_3$) é encontrado na natureza na forma do mineral inerte coríndon. Ele não reage com soluções, mas por fusão com bases ou carbonatos sólidos gera aluminatos. Para obter a forma gama reativa (óxido $\gamma$), é necessário desidratar cuidadosamente o hidróxido a uma temperatura não superior a 300 °C.

O hidróxido de alumínio ($Al(OH)_3$) é anfótero. Para a sua precipitação em laboratório, utilizam-se bases fracas (amônia, hidrogenocarbonato de sódio). Se for utilizada uma base forte, o precipitado dissolve-se instantaneamente com a formação de complexos hidroxi.

Um grupo separado de sais é constituído pelos alúmens — sulfatos duplos. Os alúmens de potássio e alumínio cristalizam-se com 12 moléculas de água e são aplicados na medicina devido à sua ação adstringente. A sua forma anidra (alúmen ustuado) é utilizada como pó secante.

Resumo: perguntas e respostas sobre o tema

Com quais ametais o alumínio interage ao ser aquecido e quais produtos são formados nesse processo?

Ao ser aquecido, o alumínio interage com oxigênio, enxofre, nitrogênio e carbono.

  • Oxigênio — forma-se óxido de alumínio ($Al_2O_3$).
  • Enxofre — forma sulfeto de alumínio ($Al_2S_3$).
  • Nitrogênio — a 1000 °C forma nitreto de alumínio ($AlN$).
  • Carbono — a 2000 °C forma carbeto de alumínio ($Al_4C_3$).

Além disso, os exercícios mencionam a reação do alumínio com o iodo ($I_2$).

Como ocorre a reação do alumínio com o ácido nítrico dependendo da sua concentração?

A natureza da interação do alumínio com o ácido nítrico é determinada pela sua concentração.

ConcentraçãoCaracterísticas da reaçãoProdutos
Muito diluídoReage sem liberação de gásNitrato de alumínio e nitrato de amônio ($NH_4NO_3$)
ConcentradoA reação não ocorreOcorre passivação da superfície (forma-se uma película resistente)

Na reação com o ácido nítrico, o hidrogênio nunca é liberado.

Como o alumínio interage com soluções aquosas de sais de outros metais?

O alumínio é capaz de deslocar metais menos ativos de soluções aquosas de seus sais. Como resultado da reação de substituição, forma-se um sal de alumínio e o metal livre é liberado.

Por exemplo, na reação com sulfato de cobre(II) em meio aquoso, o alumínio reduz o cobre: $2Al + 3CuSO_4 \xrightarrow{H_2O} Al_2(SO_4)_3 + 3Cu$

Também é possível o deslocamento de ferro a partir do cloreto de ferro(III) sob aquecimento.

Quais metais podem ser obtidos a partir de seus óxidos pelo método da aluminotermia?

Pelo método da aluminotermia, muitos metais podem ser reduzidos a partir de seus óxidos, em particular ferro, manganês e cromo. O pó de alumínio atua como um forte agente redutor.

O processo é acompanhado por grande liberação de calor, de modo que os metais reduzidos são obtidos no estado fundido na forma de glóbulos metálicos. Por exemplo, na reação com a magnetita ($Fe_3O_4$), forma-se ferro puro.

Quais ânions complexos são formados quando o alumínio se dissolve em soluções aquosas de álcalis?

Quando o alumínio se dissolve em soluções aquosas de álcalis, formam-se hidroxocomplexos com número de coordenação 4 ou 6.

  • Íon diaquatetrahidroxoaluminato — $[Al(OH)_4(H_2O)_2]^-$ (formado considerando o número de coordenação 6).
  • Íon tetrahidroxoaluminato — $[Al(OH)_4]^-$ (forma abreviada).

O processo é acompanhado pela dissolução da película protetora de óxido, oxidação do metal pela água e liberação de gás hidrogênio.

Como memorizar

É fácil lembrar a relação do alumínio com o ácido nítrico pela regra dos extremos: "Concentrado — protege (passiva), diluído — consome (até amônio)"

Questões de aulas e exames

Por que o alumínio não reage com água pura, embora esteja na série de reatividade antes do hidrogênio?

A razão reside na presença, na superfície do metal, de uma película de óxido de alumínio extremamente fina, densa e muito resistente. Ela isola mecanicamente o metal da água; se a película for removida com álcali, a reação ocorrerá de forma violenta.

Como obter um precipitado de hidróxido de alumínio para que ele não se dissolva?

É necessário agir sobre soluções de sais de alumínio com bases fracas, por exemplo, solução aquosa de amônia ou hidrogenocarbonato de sódio. Um excesso mínimo de base forte levará à dissolução do precipitado e à formação de um complexo.

O que acontece com o aquecimento forte do sal hidratado de cloreto de alumínio?

Não se forma um sal anidro, mas sim óxido de alumínio. Durante o processo, a água é eliminada e o cloreto de hidrogênio gasoso é volatilizado.

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O que mais estudar sobre o tema

  • Mecanismo de dimerização de compostos de alumínio e hibridização sp3
  • Hidrólise em etapas do cátion alumínio e o efeito na acidez do meio
  • Semelhança diagonal das propriedades químicas do alumínio e do berílio
  • Química da eletrólise industrial: o papel da criolita e reações secundárias no ânodo
  • Formação de compostos instáveis de alumínio monovalente (Al-I)

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