Proprietățile chimice ale fierului - un portal educațional și mesaj de bord

Luați în considerare proprietățile chimice ale fierului. In tabelul D. Mendeleev element de fier 26 are un număr de serie și stocate în a patra perioadă, grupa VIII B.

Acuzația de fier Fe nucleu atomic este de 26, 26 este rotit în jurul electronii de bază. Grafica formula electronică de fier este după cum urmează (vezi. Figura)

Deoarece fierul se referă la d-elemente, atunci este nu numai valența s-electronii din stratul exterior, dar electroni nepereche predvneshnego 3d-strat. Prin urmare, valorile posibile ale compușilor de valență Fe poate fi egal cu 2, 3, 4, 5 sau 6. In cele mai multe cazuri, formarea de legături la un mecanism de schimb Fe are o valență de 2 sau 3. Compușii în care formele de fier la mecanismul de schimb de 4, 6, și în special 5 conexiunile sunt puține și joasă stabilitate.

Ca și în toate metalele, prin reacția cu nemetale Fe acționează ca un agent de reducere și expune doar o stare de oxidare pozitiv, cel mai adesea 2 sau 3, în mod semnificativ mai puțin de 4, 6, și în special 5.

Compușii în care fierul are o stare de oxidare +4, +5 sau +6 posedă proprietăți oxidante puternice și sunt ușor reduse la compuși în care gradul de oxidare a Fe este egal cu trei.

compuși de fier în starea de oxidare +2, invers, au proprietăți de reducere și sunt deja în aer oxidează lent Fe +3. În legătură cu aceasta o lungă perioadă de timp, ele pot exista numai într-un mediu inert.

Sunt substanțele cele mai stabile, în care gradul de oxidare a fierului este egal cu trei. Acest lucru se datorează formării configurației electronice energetic favorabil din fier ionilor Fe 3+. în care 3d-subnivel devine jumătate plin datorită decuplarea perechii sale de electroni.

Fe 3+ ion are pe 3d-5 subnivel electroni nepereche capabile să participe la formarea legăturilor chimice, totuși oxidanți puternici poate fi maxim oxidat la Fe +8.

Soluția apoasă poate conține ioni numai simplu Fe 2+ sau 3+ Fe. Atomii de fier cu grad de oxidare mai mare parte a ionilor complecși.

Pentru ionii Fe 2+ și Fe 3+ sunt caracterizate printr-o tendință ridicată de a forma complecși prin formarea de legături covalente ale mecanismului donor-acceptor. Cel mai adesea în astfel de ioni complecși ([Fe (CN) 6] 4-. [Fe (OH) 6] 3-. [Fe (NH3) 6] 3+) forme de fier 6 legaturile, care acționează ca un acceptor de electroni pereche.

Din punct de vedere chimic de fier metalic este activitatea medie. Când interacționând cu derivați de oxidare slab feroase formate (stat + 2 oxidare) și agenți oxidanți puternici se oxida la +3.

Activitatea chimică a fierului este puternic dependentă de gradul de puritate, dispersie, prezența umidității și a oxigenului. În cazul depozitării în aer (în absența umidității) este acoperită de un strat de oxid dens. Când este încălzit (t> 200 ° C) accelerează semnificativ viteza de reacție. În funcție de oxidul format condiții sau Fe2 O3 (atunci când este ars în aer, la t <570 о С)

sau un oxid mixt Fe3 O4 (FeO ∙ Fe2 O3), denumit o scală de oxid de fier (ardere într-o atmosferă de oxigen, la t> 570 ° C)

Când sunt depozitate în prezența fierului umiditate (conținând în special impurități metale mai puțin active) suferă rapid coroziunii galvanice. Acest proces poate fi simplificată după cum urmează:

În reacția halogen-fier formează săruri de acizi anoxice respectivi. Fluor și clor (oxidanți puternici) este oxidat la fier +3.

Bromo, în funcție de condițiile de reacție, așa cum fierul oxidează la +2 și la +3.

Prin reacția cu I2 (ca oxidant slab), numai fierul este oxidat la +2.

Atunci când este încălzit cu sulf format de fier (II) sulfură

Fierul topit reacționează cu carbonul, fosfor, siliciu, bor, azot, formând compusul compoziție nonstoichiometric (de exemplu, Fe3 cementita C), care pot fi considerate ca aliaje.

Ca și în toate metalele, fierul reacționează cu soluția acidă. Acizii care acționează ca comburant ionilor H +. oxidat de fier la 2 și izolat cu H2:

Concentrat H2 SO4 și HNO3 în frig și în condiții normale de fier nu funcționează datorită efectului pasivare, dar atunci când este încălzit devine posibilă reacție (fier este oxidat la Fe 3+):

Mai mult, mai concentrat acidul, cu atât este mai mare temperatura de reacție. De exemplu, pur 100% H2 SO4 nu interacționează cu fier până la temperatura de fierbere.

Când este încălzit, fierul reacționează cu H2O:

Fier dislocă din soluții apoase de săruri ale metalelor mai puțin active oxidați, în mod tipic la Fe 2+.

Când este încălzit, oxizii de fier se pot recupera de la acele metale care au mai puțin Fe, afinitatea de oxigen:

Fe + CuO - Cu + FeO