הצגת המקור של הדף "אלומיניום"

{{יסוד כימי
| שם = אלומיניום
| שכן מימין = [[צורן]]
| שכן משמאל = [[מגנזיום]]
| שכן מלמעלה = [[בורון|B]]
| שכן מלמטה = [[גליום|Ga]]
| תמונת טבלה מחזורית = [[קובץ:Al-TableImage.png|250px]]
| צבע רקע = #CCCCCC
| מספר אטומי = 13
| סמל כימי = Al
| סדרה כימית = [[מתכות]]
| צפיפות = 2,700
| מראה = אפור כסוף מתכתי
| תמונה = [[קובץ:Aluminium-4.jpg|280px]]
| משקל אטומי = 26.981538
| רדיוס ואן דר ולס =
| רמות אנרגיה = 2, 8, 3
| מצב צבירה = מוצק
| יחידות לטמפרטורה = K
| טמפרטורת היתוך = 933.47
| טמפרטורת היתוך צלזיוס = 660.32
| טמפרטורת רתיחה = 2,793
| טמפרטורת רתיחה צלזיוס = 2,520
| לחץ אדים = 2.42
| טמפרטורת אדים =
| מהירות הקול = 5,100
| טמפרטורת מהירות הקול = 933
| אלקטרושליליות = 1.61
| קיבולת חום סגולית = 900
| מוליכות חשמלית = 37.7 10<sup>6</sup>
| מוליכות תרמית = 237
| אנרגיית יינון ראשונה = 577.5
}}
'''אַלוּמִינְיוּם''' ('''Aluminium'''; ב[[עברית]]: '''חַמְרָן''') הוא [[יסוד כימי]] [[מתכת]]י ש[[סמל כימי|סמלו הכימי]] Al ו[[מספר אטומי|מספרו האטומי]] 13. האלומיניום הוא מתכת [[ערגול|רקיעה]] וכסופה. זהו היסוד השלישי בשכיחותו (כ-8 [[אחוז]]) ב[[קרום כדור הארץ]], אחרי [[חמצן]] ו[[צורן]], והשכיח ביותר בין המתכות. אלומיניום מופק בעיקר מ[[בוקסיט]] ומצוין בחסינותו ל[[חמצון-חיזור|חמצון]], בעמידותו וב[[צפיפות החומר|צפיפותו]] הנמוכה, המאפשרת ייצור מוצרים קלי משקל. לאלומיניום חשיבות [[כלכלה|כלכלית]] גבוהה והוא משמש ב[[תעשייה|תעשיות]] רבות (משקופים וכנפי [[חלון|חלונות]], [[מטוס]]ים, [[דלת]]ות, [[ידית|ידיות]] וכיוצא בזה).

==תכונות==
האלומיניום היא מתכת קלה, ש[[צפיפות החומר|צפיפות]]ה שליש מצפיפות [[פלדה]] או [[נחושת]]. [[חישול|חשיל]] (מחושל בקלות, השני בחשילותו אחרי [[זהב]]), רקיע (מקום ששי ברקיעותו), [[גביש|מתגבש]] ומעוצב בקלות. רך יחסית ונוח ל[[עיבוד שבבי]]. לאלומיניום ברק עמום הנוצר בעקבות שכבה דקה של אלומיניום [[תחמוצת|חמצני]] - [[אלומינה]], המופיעה מיד בחשיפה ל[[אוויר]]. האלומינה קשה ביותר, ואינה מתפוררת מגוף האלומיניום, ובכך מקנה לו עמידות ל[[שיתוך]].

חסר תכונות [[מגנטיות]]. מוליך בצורה טובה חשמל וחום.

==שימושים==
במונחים של כמות או ערך, השימוש באלומיניום עולה על זה של כל מתכת אחרת פרט ל[[ברזל]]. על פי נתוני איגוד האלומיניום הבינלאומי בשנת 2011 הופקו בעולם (לא כולל מחזור) כ-44 מיליוני [[מטר מעוקב]] אלומיניום.{{הערה|1=[http://www.world-aluminium.org/statistics/ World Aluminium — Primary Aluminium Production]{{כותרת קישור נוצרה על ידי בוט}}|כיוון=שמאל}}

לאלומיניום טהור [[חוזק מתיחה]] נמוך, אך ב[[סגסוגת|סגסוגות]] עם מתכות אחרות, כגון נחושת, [[אבץ]], [[מגנזיום]] ו[[צורן (יסוד)|צורן]], מפגין האלומיניום תכונות מצוינות המתאימות לתפקידים רבים.

האלומיניום משמש ליצירת מוצרים העומדים בעומס מכני בינוני ודורשים משקל נמוך ועמידות ב[[שיתוך]].

לרוב ה[[מראה|מראות]] בימינו שכבת אלומיניום במשטחן האחורי. גם במראות של [[טלסקופ]]ים משתמשים באלומיניום. שימושים נוספים:
*משמש ליצירת חלקי [[מכונית|מכוניות]], [[מטוס]]ים, [[משאית|משאיות]], פסי [[רכבת]], [[כלי שיט]], [[טיל]]ים וכדומה בזכות משקלו הקל.
*שימושים רבים מאוד בתחום ה[[בנייה]] - הוא משמש כחומר עיקרי למסגרות חלונות ודלתות.
*כלים יומיומיים כמו כלי [[מטבח]], בזכות היותו מוליך חום מצוין, והקלות שבה ניתן להחזיקו נקי ומבריק.
*[[פחית|פחיות]] שתייה, משום שהמכלים אינם מחלידים, משקלם זניח וקל מאוד למעוך אותן לצורך איסוף.[[קובץ:Drinking can ring-pull tab.jpg|ממוזער|פחית אלומיניום|ללא]]
[[קובץ:Aluminum_Metal coinless.jpg|שמאל|ממוזער|250px|'''אלומיניום''']]
*קווי תמסורת [[חשמל]]יים; על אף שאלומיניום מוליך רק 60% מה[[מוליכות חשמלית|מוליכות]] של נחושת הוא זול יותר.
*לאלומיניום טהור (99.999%) שימוש בתעשיית ה[[אלקטרוניקה]] ובייצור [[תקליטור]]ים.
*אבקת אלומיניום משמשת לעיתים קרובות להכנת [[צבע]] כסף.
*גופי קירור לרכיבים אלקטרוניים פולטי חום, למשל: [[מעבד]]י [[מחשב]]ים עשויים מאלומיניום בזכות מוליכות ה[[חום (פיזיקה)|חום]] הטובה שלו. נחושת עדיפה לתפקיד זה אך היא יקרה וקשה יותר לייצור.
*לאלומיניום חמצני תפקיד בייצור [[זכוכית]] ואבני [[אודם]] ו[[ספיר]] מלאכותיות.
*נייר עטיפה - [[רדיד אלומיניום|נייר העטיפה]] (כגון של [[שוקולד]]) הוא בעצם יריעת אלומיניום דקה הניתנת לגלילה ולעטיפת מוצרי מזון.
*באלומיניום פחמני משתמשים בתעשיית תרסיסי ה[[דאודורנט]] כחומר מונע [[הזעה]].
*תערובת של תחמוצת מתכתית (כ[[תחמוצת ברזל]]) עם אבקת אלומיניום נקראת [[תרמיט]] ומשמשת ל[[ריתוך]] ולמטרות צבאיות.
*כמרכיב ב[[אלום]], משמש ב[[רפואה]] כתוסף (ממרץ, [[אדג'וונט|אדג'ובנט]]) בחיסונים רבים, כולל חיסוני DTP ([[דיפתריה]], [[צפדת]], [[שעלת]]), [[הפטיטיס A|צהבת A]], [[הפטיטיס B|צהבת B]], [[נגיף הפפילומה האנושי|פפילומה (HPV)]] ו[[Streptococcus pneumoniae|פנאומוקוק]].<ref>{{צ-מאמר|מחבר=Mirjam Kool, Kaat Fierens, Bart N. Lambrecht|שם=Alum adjuvant: some of the tricks of the oldest adjuvant|כתב עת=Journal of Medical Microbiology|כרך=61|שנת הוצאה=2012-07|עמ=927–934|doi=10.1099/jmm.0.038943-0|קישור=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22174375|שפה=EN}}</ref> בימינו, רוב עומס האלומיניום הנצבר בגוף התינוק בשנה הראשונה מגיע מחיסוני השגרה.<ref>{{צ-מאמר|מחבר=L. S. Keith, D. E. Jones, C. -H. S. J. Chou|שם=Aluminum toxicokinetics regarding infant diet and vaccinations|כתב עת=Vaccine|כרך=20|סדרה=Aluminum Adjuvants in Vaccines: Workshop Summary|שנת הוצאה=2002-05-31|עמ=S13–S17|doi=10.1016/S0264-410X(02)00165-2|קישור=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X02001652|שפה=EN}}</ref>

==היסטוריה==
ה[[יוון העתיקה|יוונים]] וה[[רומא העתיקה|רומאים]] הקדמונים השתמשו ב[[מלח (כימיה)|מלחי]] אלומיניום כחומרי צביעה ובתור חומר עוצר [[דימום]] בפצעים. [[אלום]] (מלח אלומיניום) עדיין משמש כחומר עוצר [[דימום]]. ב-[[1761]] גיטון דה מורבו הציע לקרוא לאלום '''אלומין'''.

ב-[[1754]] הכימאי הגרמני [[אנדריאס זיגיסמונד מרגרף]] הצליח לייצר [[אלומינה]] (תחמוצת האלומיניום) על ידי בישול [[חרסית]] עם [[חומצה גופרתית]] ולבסוף תוספת [[אשלג]].{{הערה|[https://archive.org/stream/cu31924003633751/cu31924003633751_djvu.txt Richards, Joseph William (1896). Aluminium: Its history, occurrence, properties, metallurgy and applications, including its alloys (3 ed.). Henry Carey Baird & Co.]
|כיוון=שמאל}}

ב-[[1808]] זיהה [[האמפרי דייווי]] את האלומיניום כמתכת באלום.

בידוד אלומיניום בוצע לראשונה על ידי [[פרידריך ולר]] ב-[[1827]] כשערבב [[אשלגן]] עם אלומיניום [[כלור]]י. ולר שיפר את התהליך שביצע [[הנס כריסטיאן ארסטד]] שנתיים לפני כן, בו הופק לכאורה אלומיניום, וטען כי ארסטד הפיק למעשה אשלגן.

האדם הראשון שגילה את האלומיניום במכרה בוקסיט ([[מינרל]] המכיל אלומיניום) ומיצה אותו בהצלחה היה פ. ברטייה.

אנרי סנט-קלר דוויל (Henri Etienne Sainte-Claire Deville) שיפר את התהליך, תוך שימוש ב[[נתרן]]. [[נפוליאון השלישי]] שהתרשם מהמתכת ציווה להחליף את הסכו"ם בארמון לכלי אלומיניום. החפצים הראשונים שיוצרו מאלומיניום היו [[רעשן]] לבנו הפעוט של נפוליאון השלישי, ושרשרת שעון עשויה אלומיניום אשר הוענקה למלך [[תאילנד|סיאם]] שביקר אז בצרפת. חזונו של נפוליאון השלישי לייצר ציוד צבאי מאלומיניום הביא לתמיכת [[ממשלת צרפת]] בפיתוח ואיפשרה לדוויל להרחיב את ייצור החומר עד ל-2 טונות שהופקו בשנת 1859.{{הערה|ספר המתכות, פרקים בתולדות הכימיה, פרופ' יצחק קלוגאי, הוצאת ראובן מס, 1960}} עם זאת הפקת האלומיניום המשיכה להיות יקרה ומסובכת - ב-1884 עם השלמת בנייתה של [[אנדרטת וושינגטון]] הוצבה פירמידת אלומיניום שבראשה הועמד, כמפגן של עוצמה טכנולוגית, קודקוד מתכת שמשקלו כ-3 ק"ג והיה פריט האלומיניום הכבד ביותר שהופק עד אז.{{הערה|סם קין, הכפית הנעלמת - הקסם המסתורי של הטבלה המחזורית, פרק 13}}

ייצור המוני של אלומיניום התאפשר רק בזכות פיתוחיו של ה[[ארצות הברית|אמריקאי]] [[צ'ארלס מרטין הול]] שרשם פטנט ב-[[1886]] על תהליך [[אלקטרוליזה]] למיצוי אלומיניום. בתהליך זה מבוצעת אלקטרוליזה של תחמוצת אלומיניום המומסת במינרל [[קריאוליט]] כשהוא מותך. [[פטנט]] זה הוזיל את מיצוי האלומיניום ממינרלים וכיום זהו תהליך המקובל בכל העולם.

ב-[[1909]] התגלה בגרמניה כי עירוב של אלומיניום, נחושת, מנגן ומגנזיום יוצר סגסוגת חדשה שנקראה '''דוראלומין''' (Duralumin, שם מסחרי שאיננו כבר בשימוש) שלה תכונות הדומות לפלדה רכה אך משקלה הסגולי שליש בלבד מזה של פלדה. תכונות אלו איפשרו ייצור מטוסים קלים וחזקים מדוראלומין.

==ייצור אלומיניום==
אף-על-פי שאלומיניום הוא יסוד נפוץ בקרום [[כדור הארץ]] (בין 7.5% ל-8.1%), הוא אינו מופיע בטבע כמתכת ולא ניתן להפרידו בשיטות מסורתיות. אלומיניום נחשב מתכת מסחרית חדשה והיא מיוצרת בכמויות מסחריות מ-[[1900]]. [[מיחזור]] אלומיניום הפך לחלק חשוב בתעשיית ייצורו. [[זיקוק]] אלומיניום דורש כמויות חשמל עצומות.

===תהליך באייר===
רוב האלומיניום מופק מה[[מינרל]] [[בוקסיט]], בתהליך שנקרא "תהליך באייר" (Bayer Process).

הבוקסיט נטחן ומושרה ב[[נתרן הידרוקסידי]] (NaOH) בסיר לחץ. בתנאים אלו Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> הופך ל-NaAl(OH)<sub>4</sub> ומתמוסס בעוד [[טיטניום]], [[צורן]] ו[[ברזל]] נשארים כמשקע. התערובת מסוננת ומועברת למכל שיקוע שבו NaAl(OH)<sub>4</sub> [[גביש|מתגבש]] ל-Al(OH)<sub>3</sub>. הגבישים נשטפים ומחוממים ב[[כבשן]] לטמפרטורה של 1000 [[מעלות צלזיוס]] עד שנוצר Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, בהתאם למשוואה הבאה:

<math>\ 2 Al(OH)_{3(s)} \rarr Al_2O_{3(s)} + 3 H_2O_{(g)}</math>

תחמוצת האלומיניום עוברת [[אלקטרוליזה]] ועל הקתודה מתקבל אלומיניום נוזלי טהור (ברמת נקיות של 99%).

== מיחזור אלומיניום ==
על מנת להפיק אלומיניום כחומר גלם תעשייתי, בתהליך הרגיל שאינו כולל מיחזור אלומיניום, יש לכרות אותו במכרות [[עפרה (מחצב)|עפרת]] בוקסיט (Bauxite), לאחר מכן מפרידים את האלומיניום מהעפרה, מעבירים אותו תהליך מורכב, מחממים אותו ואז מעבירים אותו אלקטרוליזה – בסיומו של תהליך ארוך ויקר זה מתקבל אלומיניום שניתן לייצר ממנו דברים. זהו תהליך הצורך כמויות אדירות של אנרגיה, שמעורב בו זיהום סביבתי שונה. בעוד שמיחזור דורש רק 5% מה[[אנרגיה]] הדרושה לייצורו.{{הערה|{{קישור כללי|כתובת=https://www.recycling.co.il/11/מיחזור-אלומיניום|הכותב=פורטל מיחזור|כותרת=מיחזור אלומיניום|אתר=https://www.recycling.co.il|תאריך=20 נובמבר 2012}}}}

בישראל, יש כמה חברות ומפעלים העוסקים בתהליכי מיחזור אלומיניום – בעיקר חברות המייצרות פרופילי אלומיניום וממחזרים חומר גלם וכמו כן מיחזור לצורכי ייצור פחיות משקה חדשות.

== כימיה ==
===דרגת חימצון 1+===
*AlH מיוצר בחימום אלומיניום ב-1,500 מעלות צלזיוס בסביבת [[מימן]].
*Al<sub>2</sub>O מיוצר בחימום Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> עם [[צורן]] בריק בטמפרטורה של 1,800 מעלות צלזיוס.
*Al<sub>2</sub>S מיוצר בחימום Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub> יחד עם שבבי אלומיניום בריק בטמפרטורה של 1,300 מעלות צלזיוס.
*AlF, AlCl ו-AlBr קיימים במצב צבירה גז והם מיוצרים כשתרכובת [[הלוגן|הלוגנית]] מחוממת עם אלומיניום.

===דרגת חימצון 2+===
*אלומיניום חד-חמצני (AlO) יכול להיווצר כששורפים אבקת אלומיניום ב[[חמצן]].

===דרגת חימצון 3+===
*ניתן להפיק אלומיניום [[הידריד]] AlH<sub>3</sub>)<sub>n</sub>) מ-Al(CH<sub>3</sub>)<sub>3</sub> ומימן. ניתן גם לייצרו מ-AlCl<sub>3</sub> כשנמצא בתמיסת [[אתר (כימיה)|אתר]].
*אלומיניום [[קרביד]] Al<sub>4</sub>C<sub>3</sub> מופק בחימום אלומיניום ופחמן בטמפרטורה העולה על 1,000 [[מעלות צלזיוס]].
*ניתן להפיק אלומיניום חנקתי (AlN) בחימום אלומיניום ו[[חנקן]] בטמפרטורה של 800 מעלות צלזיוס או ב[[הידרוליזה]] של [[אמוניה]] עם [[אלומיניום הידרוקסיד]]י.
*אלומיניום זרחתי (AlP) מיוצר גם הוא בצורה דומה לזו של AlN.
*Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub> מיוצר כשמעבירים על אבקת אלומיניום מימן גופרתי (H<sub>2</sub>S), זהו חומר רב צורתי.

==סיכונים בריאותיים==
על-פי רוב, אין לאלומיניום השפעה על [[תא]]ים חיים. עם זאת, ישנם אנשים המפתחים [[אלרגיה]] לאלומיניום, המתבטאת ב[[דלקת]] ב[[עור]], גירודים ועוד{{מקור|נושא=מדעי הטבע}}.

קיימים מחקרים המראים קשר בין ריכוזי אלומיניום גבוהים במי השתייה ל[[מחלת אלצהיימר]], כמו גם למחלות ניווניות אחרות של המוח.{{הערה|[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2809081/ "Aluminum and silica in drinking water and the risk of Alzheimer's disease or cognitive decline: findings from 15-year follow-up of the PAQUID cohort"], פברואר 2009, American Journal Of Epidemiology|כיוון=שמאל}} במחקרים אחרים נמצא כי המחיצות (plaques), הנוצרות במוחותיהם של חולי אלצהיימר, מכילות לעיתים כמויות אלומיניום גדולות יחסית, אף כי טרם הוצע מנגנון המקשר בין נוכחות האלומיניום לבין המחלה.{{הערה|[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19744735 "Demonstration of aluminum in amyloid fibers in the cores of senile plaques in the brains of patients with Alzheimer's disease"], נובמבר 2009, Journal Of Inorganic Biochemistry|כיוון=שמאל}}

==קישורים חיצוניים==
{{מיזמים|ויקימילון=אלומיניום|ויקישיתוף=Category:Aluminium|שם ויקישיתוף=אלומיניום|ויקימילון 2=חמרן}}
*[http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Al/index.html אלומיניום בWebelements]
* {{וואלה!|ד"ר יניב עובדיה|האם המתכות שחודרות לאוכל שלנו מסוכנות לבריאות?|3318089|21 באוקטובר 2019}}
* {{בריטניקה}}
* {{יוטיוב|yn9qhQSMCRk|שם=אלומיניום - החומר ששינה את העולם|תאריך=24 באוגוסט 2016}}
* {{דף שער בספרייה הלאומית|987007294750205171|אלומיניום}}

==הערות שוליים==
{{הערות שוליים}}

{{הטבלה המחזורית|Al}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:אלומיניום|*]]
[[קטגוריה:יסודות כימיים]]
[[קטגוריה:מתכות]]
[[קטגוריה:מטלורגיה]]
[[קטגוריה:מתכות מעבר עמידות]]
[[קטגוריה:חומרי גלם]]
[[קטגוריה:חומרי בניין]]