главная > справочник > химическая энциклопедия:

Алюминаты

Алюминаты, соединения типа оксидов состава mМ_хО_у*nА1₂О₃ (М-металл или металлы в степени окисления + 1, + 2 или + 3), а также гидроксо- и оксоалюминаты - комплексные соли, в которых гидроксо- и оксогруппы связаны с атомом А1, образуя анионный комплекс, например бис-(гексагидроксоалюминат) тристронция Sr, [А1(ОН)₆],, гексагидроксооксодиалюминат дикалия К₂[А1₂О(ОН)₆]. Многие алюминаты типа двойных оксидов, например LaAlO₃, NaAlO₂, могут рассматриваться как соли А1(ОН)₃ или А1ООН, проявляющих в этих случаях кислотные св-ва.

Щелочные металлы образуют алюминаты состава МА1О₂, МА1₅О₈, МА1₁₁О₁₇ и МА1₁₃О₂₀ (см. табл.). Алюминаты типа МАlO₂ (кроме LiAlO₂) хорошо раств, в растворах щелочей, в воде гидролизуются до А1 (ОН)₃. Щелочные растворы содержат комплексные ионы [A1(OH)₄] и более сложные полимерные анионы. Из этих растворов кристаллизуются гидроксо- и оксогидроксоалюминаты, состав которых определяется концентрацией щелочи и температурой. В отличие от др. щелочных металлов Li образует не гидроксоалюминат, а труднорастворимый двойной гидроксид [LiOH*2H₂O] [2А1(ОН)₃], который при взаимод. с кислотами дает двойные гидроксосоли Al-Li.

СВОЙСТВА АЛЮМИНАТОВ

* Т-ра полиморфного перехода.

К алюминатам металлов II группы относятся шпинели-соед. общей ф-лы МА1₂О₄ с кубич. кристаллич. решеткой. Они встречаются в природе в виде минералов. напр. MgAl₂O₄ - благородная шпинель, ZnА1₂О₄ - ганит, ВеА1₂О₄-хризоберилл. Кроме шпинелей, для Са, Sr и Ва известны алюминаты др. состава, например Са₃А1₂О₆, Sr₄Al₂O₇, Ва₃А1₂О₆, SrAl₄O₇, ВаА1₁₂О₁₉. При взаимод. алюминатов Са, Sr и Ва (типа оксидов) с водой образуются гидроксоалюминаты. Известны также двойные гидроксид. Al-Mg и А1-Са, структура которых построена из чередующихся слоев гидроксидов А1 и соответствующего металла. При замещении части групп ОН на др. анионы образуются двойные гидроксосоли. Эти соед. осаждаются, например, при взаимод. щелочей с растворами, содержащими соли А1 и Mg.

Среди алюминатов РЗЭ известны соед. состава МА1О₃ (характерны для всех РЗЭ), М₄А1₂О₉, М₃А1₅О₁₂, МА1₁₁О₁₈, двойные А, которые включают РЗЭ и металл II группы, например CaYAlO₄, MgM₃AlO₇, SrMAlO₄. Соед. МА1О₃ имеют искаженную структуру перовскита (кубич. кристаллич. решетка). Алюминаты состава М₄А1₂О₉ изоструктурны, кристаллизуются в моноклинной сингонии (пространств. группа Р2₁/с). Соед. М₃А1₅О₁₂ кристаллизуются в кубические сингонии (типа граната).

Алюминаты типа оксидов тугоплавки; Алюминаты РЗЭ характеризуются высокой твердостью (~ 8 по Моосу), плотностью, стойкостью к действию кислот. Такие алюминаты могут быть получены твердо-фазным синтезом из оксидов или разложением солей (нитратов, карбонатов и др.) при 1400-1800°С. Алюминаты РЗЭ состава МАlO₃ синтезируют осаждением аммиаком гидроксосоединений из растворов нитратов с послед. прокаливанием осадков. Гидроксоалюминаты щелочных металлов м. б. получены взаимод. раствора щелочи с А1(ОН)₃.

Натрия алюминат - промежут. продукт в произ-ве глинозема, протрава при крашении тканей и др. Кальция алюминаты-компоненты вяжущих материалов, в т.ч. портландцемента. Шпинели используют в произ-ве огнеупорных материалов, а также как полудрагоценные камни; Алюминаты РЗЭ и металлов II группы применяют в произ-ве электрокерамики, материалов для деталей радиоэлектроники, YA1O₃-лазерный материал.

Лит.: Еремин Н. И., Волохов Ю. А., Миронов В. Е., "Успехи химии", 1974, т. 43, № 2, с. 224-51; Данилов В. П., Лепешков И. Н., в сб.: 12-й Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Неорганическая химия, в. 1, М., 1981, с. 29-30; Соединения редкоземельных элементов. Системы с оксидами элементов I-III групп, М., 1983, с. 160-209. © В.П. Данилов.