Valence de fier. Care este valența fierului?

Este dificil de a supraestima rolul de fier în organismul uman, de fapt, ea promovează „creație“ de sânge, conținutul său afectează nivelul hemoglobinei și mioglobinei, fierul și normalizează sistemul enzimatic. Dar ce este acest element din punctul de vedere al chimiei? Care este valența fierului? Acest lucru va fi discutat în acest articol.

Un pic de istorie

Omenirea cunoștea acest element chimic și chiar deținea produse din el în secolul IV î.Hr. Acestea erau popoarele Egiptului Antic și sumerienii. Ei au fost primii care au început să facă bijuterii, arme de fier și aliaj de nichel, care au fost găsite în timpul săpăturilor arheologice și investigate temeinic de chimiști.

Puțin mai târziu, triburile ariene care au migrat în Asia au învățat să extragă fierul dur din minereu. A fost atât de valoros pentru oamenii din acea vreme că produsele au fost acoperite cu aur!

Caracteristicile fierului

Fierul (Fe) este pe locul patru în conținutul său în adâncurile crustei pământului. Ea are loc în grupul 7 din perioada a 4-a și are numărul 26 în tabelul chimic al elementelor lui Mendeleev. Valence de la Valence are o dependență directă de poziția sa în masă. Dar mai mult despre asta mai târziu.

Acest metal este cel mai frecvent în natură sub formă de minereu, apare în apă ca un mineral, precum și în diferiți compuși.

Cea mai mare cantitate de rezerve de minereu de fier este în Rusia, Australia, Ucraina, Brazilia, SUA, India, Canada.

Proprietăți fizice

Înainte de a trece la valența fierului, este necesar să analizăm în detaliu proprietățile sale fizice, ca să spunem așa, să privim mai atent la el.

Acest metal are culoarea argintii, suficient de plastic, dar este capabil să crească duritatea prin interacțiunea cu alte elemente (de exemplu, cu carbon). De asemenea, are proprietăți magnetice.

Într-un mediu umed, fierul poate coroda, adică rugina. Deși metalul absolut pur este mai rezistent la umiditate, dar dacă conține impurități, ele provoacă coroziune.

Fierul interacționează bine cu un mediu acid, poate chiar să formeze săruri de acid feric (în condițiile unui oxidant puternic).

În aer, este acoperit rapid cu un film de oxid, care îl protejează de interacțiuni.

Proprietăți chimice

De asemenea, acest element are un număr de proprietăți chimice. Fierul, ca și alte elemente ale tabelului periodic, are o sarcină a nucleului atomic, care corespunde numărului ordinal +26. Iar în apropierea nucleului există 26 de electroni care se rotesc.

În general, dacă luăm în considerare proprietățile fierului - un element chimic, atunci acesta este un metal cu o capacitate scăzută activă.

Interacționează cu compușii oxidanți mai slabi, formează fier, unde este bivalent (adică, starea sa de oxidare +2). Și dacă cu oxidanți puternici, atunci gradul de oxidare a fierului ajunge la +3 (adică valența devine 3).

Cand interactioneaza elementele chimice care nu sunt metalele, Fe acționează împotriva lor cu un agent de reducere, în care gradul de oxidare devine mai puțin +2 și +3, chiar +4, +5, +6. Astfel de compuși au proprietăți oxidante foarte puternice.

După cum sa menționat deja mai sus, fierul în aer este acoperit cu un film de oxid. Și prin încălzirea crește viteza de reacție și poate fi format din oxid de fier cu o valență de 2 (temperatură mai mică de 570 de grade Celsius) sau un oxid cu valență 3 (indice de temperatură mai mare de 570 de grade).

Interacțiunea dintre Fe și halogeni conduce la formarea de săruri. Elementele de fluor și clorul o oxidează la +3. Bromul este de până la +2 sau +3 (toate depind de condițiile pentru transformarea chimică atunci când interacționează cu fierul).

Prin reacția cu iodul, elementul este oxidat la +2.

Încălzirea fierului și sulfului, a sulfurii de fier cu o valență de 2 este obținută.

Dacă ferumul este topit și combinat cu carbon, fosfor, siliciu, bor, azot, atunci se obțin compuși numiți aliaje.

Fierul este un metal, deci interacționează cu acizii (acest lucru a fost menționat, de asemenea, pe scurt). De exemplu, acizii sulfurici și azotați, care au o concentrație ridicată, într-un mediu cu o temperatură mai scăzută, nu afectează fierul. Dar costă ca ea să crească, pe măsură ce are loc reacția, ca urmare a faptului că fierul se oxidează la +3.

Cu cât este mai mare concentrația de acid, cu atât este mai mare temperatura.

Încălziți 2 atomi de fier în apă, obținem oxidul și hidrogenul.

De asemenea, Fe are capacitatea de a înlocui metalele din soluții apoase de săruri, care au o activitate redusă. În acest caz, se oxidează la +2.

Atunci când temperatura crește, fierul recuperează metalele din oxizi.

Care este valența

Deja în secțiunea anterioară, conceptul de valență, precum și gradul de oxidare, au fost ușor întâlnite. E timpul să luăm în considerare valența fierului.

Dar mai întâi trebuie să înțelegem ce fel de proprietate sunt elementele chimice.

Produsele chimice sunt aproape întotdeauna constante în compoziția lor. De exemplu, în formula de apă H2O-1, un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Este același cu alți compuși în care sunt implicați două elemente chimice, dintre care unul este hidrogen: la atomul elementului chimic se pot adăuga 1 până la 4 atomi de hidrogen. Dar nu invers! Deci, este clar că hidrogenul adaugă la sine doar un atom de altă substanță. Și acest fenomen este numit valență - capacitatea atomilor unui element chimic de a atașa un anumit număr de atomi ai altor elemente.

Valoarea valenței și a formulei grafice

Există elemente ale tabelului periodic, care au o valență constantă - este oxigen și hidrogen.

Și există elemente chimice în care se schimbă. De exemplu, fierul este mai des de 2 și 3 valențe, sulf 2, 4, 6, carbon 2 și 4. Acestea sunt elemente cu valență variabilă.

Mai mult, înțelegând ce este valența, se poate scrie corect formula compușilor grafici. Afișează secvența compușilor atomilor dintr-o moleculă.

De asemenea, știind valența unuia dintre elementele din compus, puteți determina valența celuilalt.

Valence de fier

După cum sa menționat, fierul se referă la elemente cu valență variabilă. Și poate fluctua nu numai între indicatorii 2 și 3, ci ajung la 4, 5 și chiar 6.

Desigur, valența fierului este studiată mai detaliat chimie anorganică. Să luăm în considerare acest mecanism pentru scurt timp la nivelul celor mai simple particule.

Fierul este un d-element, la care se atribuie alte 31 de elemente ale tabelului periodic (acesta este 4-7 perioade). Pe măsură ce numărul ordinal crește, proprietățile elementelor g-au dobândit mici modificări. Radia atomică a acestor substanțe crește, de asemenea, încet. Ei au o valență variabilă, care depinde de faptul că subsolul pre-extern e-electron este incomplet.

Prin urmare, pentru fier nu există numai electroni c în stratul exterior, ci și electroni 3d nepartiți ai stratului pre-existent. Și, ca o consecință, valența Fe în compuși chimici poate fi 2, 3, 4, 5, 6. Practic, este egală cu 2 și 3 sunt mai stabile compușii de fier cu alte substanțe. În mai puțin stabil - arată o valență de 4, 5, 6. Dar, acești compuși sunt mai puțin obișnuiți.

Ferment Divalent

Interacțiunea fierului cu 2 valențe cu apă produce oxid de fier (2). Această conexiune este neagră. Se interacționează cu ușurință cu acizi clorhidrici (concentrație scăzută) și nitric (concentrație ridicată).

Dacă un astfel de oxid de fier 2-valent sau reacționează cu hidrogen (temperatura de 350 grade Celsius) sau carbon (cocs) la 1000 de grade, este redus la o stare pura.

Obțineți oxid de fier de 2 valențe în astfel de moduri:

• prin conectarea unui oxid de fier cu 3 valențe cu monoxid de carbon;
• atunci când se încălzește pur Fe, în timp ce presiunea scăzută a oxigenului;
• cu descompunerea oxalatului de fier de 2 valențe într-un mediu vid;
• la interacțiunea dintre fierul pur și oxizii săi, temperatura în același timp este de 900-1000 grade Celsius.

În ceea ce privește mediul natural, oxidul de fier de 2 valențe este prezent sub forma unui mineral de wuestite.

Există un alt mod, atât în ​​soluție, pentru a determina valența fierului - în acest caz, având componenta 2. Este necesar să se efectueze reacția cu sare roșie (hexacianoferat de potasiu) cu alcalii. În primul caz, se obține un precipitat albastru închis - o sare complexă de fier de 2 valențe. Într-o a doua - obținerea unui precipitat de culoare gri închis-verde - hidroxid de fier și o grupare 2-valent, în timp ce ca hidroxid de fier 3 valență are o culoare în soluție este maro închis.

Fier fier

Oxidul fermentului de 3 valențe are o structură sub formă de pulbere, culoarea căreia este roșu-brun. De asemenea, are numele: oxid de fier, fier nebun, pigment roșu, culoare alimente, crocus.

În natură această substanță se găsește sub forma unui hematit mineral.

Oxidul unui astfel de fier cu apă nu mai interacționează. Dar se combină cu acizi și alcalii.

Oxidul de fier (3) este utilizat pentru vopsirea materialelor utilizate în construcții:

• cărămizi;
• ciment;
• produse ceramice;
• beton;
• plăci de pavaj;
• podele (linoleum).

Fier în corpul uman

După cum sa menționat la începutul articolului, fierul este un constituent important al corpului uman.

Atunci când acest element este insuficient, pot apărea următoarele consecințe:

• oboseală crescută și sensibilitate la frig;
• pielea uscată;
• scăderea activității cerebrale;
• deteriorarea rezistenței plăcii unghiilor;
• amețeli;
• probleme cu digestia;
• parul gri si caderea parului.

Fierul se acumulează, de regulă, în splină și ficat, precum și în rinichi și pancreas.

În dieta umană trebuie să existe produse care conțin fier:

• carne de vită;
• hrana din hrișcă;
• arahide;
• fisticul;
• verde mazăre conservate;
• ciuperci albe uscate;
• oua de pui;
• spanac;
• Dogwood;
• mere;
• pere;
• piersici;
• sfecla;
• fructe de mare.

Lipsa de fier în sânge duce la scăderea hemoglobinei și la dezvoltarea unei astfel de boli ca anemia de deficit de fier.